อ่าน 37 นาที
คลอรีน
คลอรีน เป็น ธาตุเคมี มี สัญลักษณ์ Cl และ เลขอะตอม 17 เป็นธาตุที่มีน้ำหนักเบาเป็นอันดับสองในกลุ่ม แฮโลเจน ปรากฏอยู่ระหว่าง ฟลูออรีน และ โบรมีน ในตารางธาตุ...
คลอรีน
| คลอรีน | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| การออกเสียง | / ˈ k l ɔːr iː n , - aɪ n /ⓘ ( KLOR -een, -eyen ) | |||||||||||||||||||||||||||
| รูปร่าง | ก๊าซสีเหลืองอมเขียวอ่อน | |||||||||||||||||||||||||||
| น้ำหนักอะตอมมาตรฐานA r °(Cl) | ||||||||||||||||||||||||||||
| คลอรีนในตารางธาตุ | ||||||||||||||||||||||||||||
| เลขอะตอม( Z ) | 17 | |||||||||||||||||||||||||||
| กลุ่ม | หมู่ 17 (ฮาโลเจน) | |||||||||||||||||||||||||||
| ระยะเวลา | คาบเรียนที่ 3 | |||||||||||||||||||||||||||
| ปิดกั้น | พี-บล็อก | |||||||||||||||||||||||||||
| การจัดเรียงอิเล็กตรอน | [ Ne ] 3s 2 3p 5 | |||||||||||||||||||||||||||
| อิเล็กตรอนต่อเปลือก | 2, 8, 7 | |||||||||||||||||||||||||||
| คุณสมบัติทางกายภาพ | ||||||||||||||||||||||||||||
| เฟสที่ STP | แก๊ส | |||||||||||||||||||||||||||
| จุดหลอมเหลว | (Cl 2 ) 171.6 K (−101.5 °C, −150.7 °F) | |||||||||||||||||||||||||||
| จุดเดือด | (Cl 2 ) 239.11 K (−34.04 °C, −29.27 °F) | |||||||||||||||||||||||||||
| ความหนาแน่น(ที่ สภาวะมาตรฐาน ) | 3.2 กรัม/ลิตร | |||||||||||||||||||||||||||
| เมื่อเป็นของเหลว (ที่ จุดเดือด ) | 1.5625 กรัม/ซม. 3 [ 3 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| จุดสามจุด | 172.22 K, 1.392 kPa [ 4 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| จุดวิกฤต | 416.9 เคลวิน, 7.991 เมกะปาสคาล | |||||||||||||||||||||||||||
| ความร้อนของการหลอมเหลว | (Cl 2 ) 6.406 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||
| ความร้อนของการระเหย | (Cl 2 ) 20.41 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||
| ความจุความร้อนโมลาร์ | 16.9745 J/(mol·K) (Cl) 33.949 J/(mol·K) (Cl 2 ) | |||||||||||||||||||||||||||
| ความจุความร้อนจำเพาะ | 478.829 จูล/(กก.·เคลวิน) (Cl) | |||||||||||||||||||||||||||
ความดันไอ
| ||||||||||||||||||||||||||||
| คุณสมบัติของอะตอม | ||||||||||||||||||||||||||||
| สถานะออกซิเดชัน | ทั่วไป: −1, +1, +3, +5, +7 0, [ 5 ] +2, [ 6 ] +4, [ 6 ] +6 [ 6 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี | ระดับคะแนนของพอลลิง: 3.16 | |||||||||||||||||||||||||||
| พลังงานไอออนไนเซชัน |
| |||||||||||||||||||||||||||
| รัศมีโควาเลนต์ | 102±4 น. | |||||||||||||||||||||||||||
| รัศมีแวนเดอร์วาลส์ | 17.75 น. | |||||||||||||||||||||||||||
| คุณสมบัติอื่นๆ | ||||||||||||||||||||||||||||
| ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ | ดั้งเดิม | |||||||||||||||||||||||||||
| โครงสร้างผลึก | ออร์โธรอมบิก ( oS8 ) | |||||||||||||||||||||||||||
| ค่าคงที่แลตติส | a = 630.80 pm b = 455.83 pm c = 815.49 pm (ที่จุดสามสถานะ) [ 7 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| การนำความร้อน | 8.9 × 10−3 วัตต์/(เมตร⋅เคลวิน) | |||||||||||||||||||||||||||
| ความต้านทานไฟฟ้า | >10 โอห์ม⋅เมตร (ที่ 20 องศาเซลเซียส) | |||||||||||||||||||||||||||
| การจัดเรียงแม่เหล็ก | ไดอะแมกเนติก[ 8 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| ความไวต่อสนามแม่เหล็กโมลาร์ | −40.5 × 10 −6 cm 3 /mol [ 9 ] | |||||||||||||||||||||||||||
| ความเร็วเสียง | 206 เมตร/วินาที (ก๊าซ ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส) | |||||||||||||||||||||||||||
| หมายเลข CAS | Cl 2 : 7782-50-5 | |||||||||||||||||||||||||||
| ประวัติศาสตร์ | ||||||||||||||||||||||||||||
| การตั้งชื่อ | ตามคำในภาษากรีกโบราณ χλωρός ("สีเขียวอ่อน") เนื่องจากสีของมัน | |||||||||||||||||||||||||||
| การค้นพบและการแยกครั้งแรก | คาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอ (1774) | |||||||||||||||||||||||||||
| ได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบโดย | ฮัมฟรี เดวี (1808) | |||||||||||||||||||||||||||
| ไอโซโทปของคลอรีน | ||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||
คลอรีนเป็นธาตุเคมีมีสัญลักษณ์Clและเลขอะตอม 17 เป็นธาตุที่มีน้ำหนักเบาเป็นอันดับสองในกลุ่มแฮโลเจนปรากฏอยู่ระหว่างฟลูออรีนและโบรมีนในตารางธาตุ และคุณสมบัติส่วนใหญ่อยู่ระหว่างธาตุทั้งสอง คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลืองอมเขียวที่อุณหภูมิห้อง เป็นธาตุที่มีปฏิกิริยาสูงมากและเป็นตัวออกซิไดซ์ ที่แรง ในบรรดาธาตุต่างๆ คลอรีนมีค่าสัมพัทธ ภาพอิเล็กตรอนสูงสุด และ ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงเป็นอันดับสาม ใน มาตราส่วนพอลลิงที่ปรับปรุงใหม่ รองจาก ออกซิเจนและฟลูออรีน เท่านั้น
คลอรีนมีบทบาทสำคัญในการทดลองของนักเล่นแร่แปรธาตุ ในยุคกลาง ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เกลือ คลอไรด์ เช่นแอมโมเนียมคลอไรด์ ( เกลือแอมโมเนีย ) และโซเดียมคลอไรด์ ( เกลือแกง ) ทำให้เกิดสารเคมีต่างๆ ที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ เช่นไฮโดรเจนคลอไรด์ปรอท(II) คลอไรด์ (สารระเหยกัดกร่อน) และกรดอะควาเรเจียอย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของก๊าซคลอรีนอิสระในฐานะสารแยกต่างหากนั้น เพิ่งได้รับการยอมรับราวปี ค.ศ. 1630 โดยแยน บัปติสต์ ฟาน เฮลมอนต์คาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอเขียนคำอธิบายเกี่ยวกับก๊าซคลอรีนในปี ค.ศ. 1774 โดยสันนิษฐานว่าเป็นออกไซด์ของธาตุใหม่ ในปี ค.ศ. 1809 นักเคมีเสนอว่าก๊าซนี้อาจเป็นธาตุบริสุทธิ์ และได้รับการยืนยันโดยเซอร์ฮัมฟรีย์ เดวีในปี ค.ศ. 1810 ซึ่งตั้งชื่อตามภาษากรีกโบราณ ว่า χλωρός ( khlōrós , "สีเขียวอ่อน") เนื่องจากสีของมัน
เนื่องจากคลอรีนมีปฏิกิริยาไวมาก คลอรีนทั้งหมดในเปลือกโลกจึงอยู่ในรูปของ สารประกอบ คลอไรด์ไอออนิก ซึ่งรวมถึงเกลือแกงด้วย คลอรีน เป็นธาตุฮาโลเจน ที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสอง (รองจากฟลูออรีน) และเป็นธาตุที่มีปริมาณมากเป็นอันดับที่ 20 ในเปลือกโลก อย่างไรก็ตาม ปริมาณผลึกคลอรีนเหล่านี้มีน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาณคลอไรด์มหาศาลในน้ำทะเล
คลอรีนบริสุทธิ์ผลิตในเชิงพาณิชย์จากน้ำเกลือโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสโดยส่วนใหญ่ใช้ใน กระบวนการคลอร อัลคาไล ศักยภาพในการออกซิไดซ์สูงของคลอรีนบริสุทธิ์นำไปสู่การพัฒนาสารฟอกขาวและสารฆ่าเชื้อโรค ในเชิงพาณิชย์ และเป็นสารเคมีที่ใช้ในหลายกระบวนการในอุตสาหกรรมเคมี คลอรีนถูกใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคหลากหลายชนิด ประมาณสองในสามเป็นสารเคมีอินทรีย์ เช่นโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) สารตัวกลางหลายชนิดสำหรับการผลิตพลาสติกและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอื่นๆ ที่ไม่มีธาตุคลอรีนเป็นองค์ประกอบ ในฐานะสารฆ่าเชื้อโรคทั่วไป คลอรีนบริสุทธิ์และสารประกอบที่สร้างคลอรีนถูกนำมาใช้โดยตรงในสระว่ายน้ำเพื่อรักษาสุขอนามัยคลอรีนบริสุทธิ์ที่ความเข้มข้น สูง เป็นอันตรายอย่างยิ่งและเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ในฐานะสารเคมีที่ใช้ในการสงคราม คลอรีนถูกใช้ครั้งแรกในสงครามโลกครั้งที่ 1ในฐานะอาวุธ แก๊สพิษ
คลอรีน ในรูปของไอออน คลอไรด์ มีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่รู้จักกัน สารประกอบคลอรีนชนิดอื่นนั้นพบได้น้อยในสิ่งมีชีวิต และสารอินทรีย์ที่มีคลอรีนซึ่งผลิตขึ้นเองนั้นมีตั้งแต่เฉื่อยไปจนถึงเป็นพิษ ในชั้นบรรยากาศเบื้องบนโมเลกุลอินทรีย์ที่มีคลอรีน เช่นคลอโรฟลูออโรคาร์บอนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการลดลงของโอโซนคลอรีนธาตุในปริมาณเล็กน้อยถูกสร้างขึ้นโดยการออกซิเดชันของไอออนคลอไรด์ในนิวโทรฟิลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ การตอบสนองของ ระบบภูมิคุ้มกันต่อแบคทีเรีย
ประวัติศาสตร์
สารประกอบคลอรีนที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดคือโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ นักโบราณคดีพบหลักฐานว่า มีการใช้ เกลือหินตั้งแต่ 3000 ปีก่อนคริสตกาล และมีการใช้น้ำเกลือตั้งแต่ 6000 ปีก่อนคริสตกาล[ 11 ]
การค้นพบในยุคแรก
ประมาณปี ค.ศ. 900 ผู้เขียนงานเขียนภาษาอาหรับที่เชื่อกันว่าเป็นของจาบีร์ อิบนุ ฮายยาน (ละติน: เกเบอร์) และแพทย์และนักเล่นแร่แปรธาตุชาวเปอร์เซียอบู บาคร อัล-ราซี ( ประมาณ ค.ศ. 865–925 ละติน: ราเซส) กำลังทดลองกับแอมโมเนียมคลอไรด์ซึ่งเมื่อกลั่นร่วมกับกรดซัลฟิวริก (ซัลเฟตไฮเดรตของโลหะต่างๆ) จะได้ไฮโดรเจนคลอไรด์ [ 12 ] อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าในการทดลองในช่วงแรกๆ กับเกลือ คลอไรด์ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซจะถูกทิ้งไป และไฮโดรเจนคลอไรด์อาจถูกผลิตขึ้นหลายครั้งก่อนที่จะมีการค้นพบว่าสามารถนำไปใช้ในทางเคมีได้[ 13 ]หนึ่งในการใช้งานแรกๆ ดังกล่าวคือการสังเคราะห์ปรอท(II) คลอไรด์ (สารระเหิดกัดกร่อน) ซึ่งการผลิตจากการให้ความร้อนปรอทด้วยสารส้มและแอมโมเนียมคลอไรด์หรือด้วยกรดซัลฟิวริกและโซเดียมคลอไรด์นั้นได้รับการอธิบายครั้งแรกในDe aluminibus et salibus ("ว่าด้วยสารส้มและเกลือ" ซึ่งเป็นตำราภาษาอาหรับในศตวรรษที่ 11 หรือ 12 ที่ถูกกล่าวอ้างอย่างผิดๆ ว่าเป็นของ Abu Bakr al-Razi และได้รับการแปลเป็นภาษาละตินในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 12โดยGerard of Cremona , 1144–1187) [ 14 ]การพัฒนาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการค้นพบโดยpseudo-Geber (ในDe inventione veritatis "ว่าด้วยการค้นพบความจริง" หลังประมาณปี 1300) ว่าการเติมแอมโมเนียมคลอไรด์ลงในกรดไนตริกจะทำให้ได้ตัวทำละลายที่แรงซึ่งสามารถละลายทองคำได้ (เช่น กรดอะควาเรเจีย ) [ 15 ]แม้ว่าaqua regiaจะเป็นส่วนผสมที่ไม่เสถียรซึ่งปล่อยควันที่มีก๊าซคลอรีนอิสระออกมาอย่างต่อเนื่อง แต่ดูเหมือนว่าก๊าซคลอรีนนี้จะถูกละเลยจนกระทั่งประมาณปี ค.ศ. 1630 เมื่อJan Baptist van Helmontนักเคมีและแพทย์ชาวบราบันเตียนตระหนัก ถึงธรรมชาติของมันในฐานะสารก๊าซที่แยกต่างหาก [ 16 ] [ en 1 ]
การแยกตัว

ธาตุนี้ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1774 โดยนักเคมีชาวสวีเดนคาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอและเขาได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ค้นพบ[ 17 ] [ 18 ]เชเลอผลิตคลอรีนโดยการทำปฏิกิริยาMnO 2 (ในรูปของแร่ไพโรลูไซต์ ) กับ HCl: [ 16 ]
- 4 HCl + MnO 2 → MnCl 2 + 2 H 2 O + Cl 2
Scheele สังเกตคุณสมบัติหลายประการของคลอรีน ได้แก่ ผลการฟอกสีบนลิตมัสผลร้ายแรงต่อแมลง สีเหลืองเขียว และกลิ่นที่คล้ายกับกรดอะควาเรเจีย [ 19 ] เขาเรียกมันว่า " อากาศกรดมิวเรียติกที่ปราศจาก ฟลอจิสติก " เนื่องจากมันเป็นก๊าซ (ในสมัยนั้นเรียกว่า "อากาศ") และมาจากกรดไฮโดรคลอริก (ในสมัยนั้นรู้จักกันในชื่อ "กรดมิวเรียติก") [ 18 ]เขาไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าคลอรีนเป็นธาตุ[ 18 ]
ทฤษฎีทางเคมีทั่วไปในเวลานั้นถือว่ากรดเป็นสารประกอบที่มีออกซิเจน (ชื่อของธาตุนี้มาจากรากศัพท์ภาษากรีกoxys ("กรด") และ-genēs ("ผู้ผลิต" หรือ "ผู้ให้กำเนิด") [ 20 ]ดังนั้นนักเคมีหลายคน รวมทั้งClaude Bertholletจึงแนะนำว่าอากาศกรดมิวเรียติกที่ปราศจาก ฟลอจิสติกของ Scheele ต้องเป็นส่วนผสมของออกซิเจนและธาตุมิวเรียติกที่ยังไม่ถูกค้นพบ[ 21 ] [ 22 ]
ในปี พ.ศ. 2352 โจเซฟ หลุยส์ เกย์-ลูแซคและหลุยส์-ฌาคส์ เธนาร์ดพยายามสลายอากาศที่มีกรดมิวเรียติกที่ปราศจากฟลอจิสติกโดยการทำปฏิกิริยากับถ่านเพื่อปลดปล่อยธาตุมิวเรียติกอิสระ (และคาร์บอนไดออกไซด์) [ 18 ]พวกเขาไม่ประสบความสำเร็จและตีพิมพ์รายงานซึ่งพวกเขาพิจารณาความเป็นไปได้ว่าอากาศที่มีกรดมิวเรียติกที่ปราศจากฟลอจิสติกเป็นธาตุ แต่ก็ยังไม่มั่นใจ[ 23 ]
ในปี พ.ศ. 2353 เซอร์ฮัมฟรี เดวีได้ทำการทดลองเดียวกันอีกครั้ง และสรุปว่าสารดังกล่าวเป็นธาตุ ไม่ใช่สารประกอบ[ 18 ]เขาประกาศผลการทดลองต่อราชสมาคมในวันที่ 15 พฤศจิกายนของปีนั้น[ 16 ]ในเวลานั้น เขาตั้งชื่อธาตุใหม่นี้ว่า "คลอรีน" จากคำภาษากรีก χλωρος ( chlōros , "สีเขียวเหลือง") โดยอ้างอิงถึงสีของมัน[ 24 ]ชื่อ " ฮาโลเจน " ซึ่งหมายถึง "ผู้ผลิตเกลือ" เดิมทีถูกใช้สำหรับคลอรีนในปี พ.ศ. 2454 โดยโยฮันน์ ซาโลโม คริสตอฟ ชไวเกอร์[ 25 ]ต่อมาคำนี้ถูกใช้เป็นคำทั่วไปเพื่ออธิบายธาตุทั้งหมดในกลุ่มคลอรีน (ฟลูออรีน โบรมีน ไอโอดีน) ตามคำแนะนำของJöns Jakob Berzeliusในปี 1826 [ 26 ] [ 27 ]ในปี 1823 Michael Faradayได้ทำให้คลอรีนกลายเป็นของเหลวเป็นครั้งแรก[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]และแสดงให้เห็นว่าสิ่งที่ในขณะนั้นเรียกว่า "คลอรีนแข็ง" มีโครงสร้างเป็นคลอรีนไฮเดรต (Cl 2 ·H 2 O) [ 16 ]
การใช้งานในภายหลัง
ก๊าซคลอรีนถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสClaude Bertholletเพื่อฟอกผ้าในปี 1785 [ 31 ] [ 32 ]สารฟอกขาวสมัยใหม่เป็นผลมาจากการทำงานเพิ่มเติมของ Berthollet ซึ่งผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ เป็นครั้งแรก ในปี 1789 ในห้องปฏิบัติการของเขาในเมืองJavel (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของปารีส ประเทศฝรั่งเศส) โดยการผ่านก๊าซคลอรีนผ่านสารละลายโซเดียมคาร์บอเนต ของเหลวที่ได้ซึ่งรู้จักกันในชื่อ " Eau de Javel " (" น้ำ Javel ") เป็นสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์เจือจาง กระบวนการนี้ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก และจึงมีการค้นหาวิธีการผลิตทางเลือก นักเคมีและนักอุตสาหกรรมชาวสก็อตCharles Tennantเป็นคนแรกที่ผลิตสารละลายแคลเซียมไฮโปคลอไรต์ ("ปูนขาวคลอรีน") จากนั้นจึงผลิตแคลเซียมไฮโปคลอไรต์แข็ง (ผงฟอกขาว) [ 31 ]สารประกอบเหล่านี้ผลิตคลอรีนธาตุในระดับต่ำและสามารถขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโซเดียมไฮโปคลอไรต์ ซึ่งยังคงอยู่ในรูปสารละลายเจือจางเพราะเมื่อทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดน้ำ มันจะกลายเป็นสารออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์รุนแรงและไม่เสถียรที่เป็นอันตราย ใกล้สิ้นสุดศตวรรษที่ 19 อี.เอส. สมิธ ได้จดสิทธิบัตรวิธีการผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือเพื่อผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และก๊าซคลอรีน จากนั้นจึงนำมาผสมกันเพื่อสร้างโซเดียมไฮโปคลอไรต์[ 33 ] กระบวนการ นี้เรียกว่ากระบวนการคลอรอัลคาไลซึ่งเริ่มนำมาใช้ในระดับอุตสาหกรรมครั้งแรกในปี 1892 และปัจจุบันเป็นแหล่งที่มาของคลอรีนและโซเดียมไฮดรอกไซด์ส่วนใหญ่[ 34 ]ในปี 1884 Chemische Fabrik Griesheimในเยอรมนีได้พัฒนากระบวนการคลอรอัลคาไลอีกกระบวนการหนึ่ง ซึ่งเริ่มเข้าสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ในปี 1888 [ 35 ]
สารละลายคลอรีนบริสุทธิ์ที่ละลายในน้ำที่เป็นเบสทางเคมี (โซเดียมและ แคลเซียมไฮโปคลอไรต์ ) ถูกนำมาใช้เป็นสารป้องกันการเน่าเปื่อยและสารฆ่าเชื้อโรค เป็นครั้งแรก ในช่วงทศวรรษ 1820 ในประเทศฝรั่งเศส นานก่อนการก่อตั้งทฤษฎีเชื้อโรคการปฏิบัตินี้ริเริ่มโดยAntoine-Germain Labarraqueซึ่งดัดแปลงน้ำยาฟอกขาว "น้ำ Javel" ของ Berthollet และสารเตรียมคลอรีนอื่นๆ[ 36 ]ตั้งแต่นั้นมา คลอรีนบริสุทธิ์ก็ทำหน้าที่อย่างต่อเนื่องในการฆ่าเชื้อ เฉพาะที่ (สารละลายล้างแผลและอื่นๆ) และสุขอนามัยสาธารณะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำสำหรับว่ายน้ำและน้ำดื่ม[ 19 ]
ก๊าซคลอรีนถูกนำมาใช้เป็นอาวุธครั้งแรกเมื่อวันที่ 22 เมษายน พ.ศ. 2458 ในการรบที่อีเปอร์ครั้งที่สองโดยกองทัพเยอรมัน[ 37 ] [ 38 ]ผลกระทบต่อกองกำลังฝ่ายสัมพันธมิตรนั้นร้ายแรงมาก เนื่องจากหน้ากากป้องกันแก๊สที่มีอยู่ใช้งานยากและไม่ได้มีการแจกจ่ายอย่างกว้างขวาง[ 39 ] [ 40 ]
คุณสมบัติ



คลอรีนเป็นธาตุฮาโลเจน ลำดับที่สอง เป็นอโลหะ ในหมู่ ที่ 17 ของตารางธาตุ คุณสมบัติของมันจึงคล้ายกับฟลูออรีนโบรมีนและไอโอดีนและส่วนใหญ่จะอยู่ตรงกลางระหว่างคุณสมบัติของสองธาตุแรก คลอรีนมีโครงสร้างอิเล็กตรอน [Ne]3s²3p⁵ โดยอิเล็กตรอนเจ็ดตัวในเปลือกที่สามและเปลือกนอกสุดทำหน้าที่เป็นอิเล็กตรอนวาเลนซ์เช่นเดียวกับธาตุฮาโลเจนทั้งหมด มันจึงขาดอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวเพื่อให้ครบออกเตต และด้วยเหตุนี้จึงเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ทำปฏิกิริยากับธาตุหลายชนิดเพื่อให้เปลือกนอกสมบูรณ์[ 41 ]สอดคล้องกับแนวโน้มในตารางธาตุ ค่าอิเล็กโทรเน กาติวิตีของมันอยู่ตรงกลางระหว่างฟลูออรีนและโบรมีน (F: 3.98, Cl: 3.16, Br: 2.96, I: 2.66) และมีปฏิกิริยาน้อยกว่าฟลูออรีนและมีปฏิกิริยามากกว่าโบรมีน นอกจากนี้ยังเป็นตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนกว่าฟลูออรีน แต่แรงกว่าโบรมีน ในทางกลับกัน ไอออนคลอไรด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่อ่อนกว่าโบรไมด์ แต่แรงกว่าฟลูออไรด์[ 41 ]รัศมีอะตอมของมันอยู่ระหว่างฟลูออรีนและโบรมีน และนี่ทำให้คุณสมบัติทางอะตอมหลายอย่างของมันมีแนวโน้มคล้ายคลึงกันจากไอโอดีนไปจนถึงโบรมีน เช่นพลังงานไอออนไนเซชัน แรก ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนเอนทาลปีของการแตกตัวของโมเลกุล X 2 (X = Cl, Br, I) รัศมีไอออน และความยาวพันธะ X–X (ฟลูออรีนมีความผิดปกติเนื่องจากมีขนาดเล็ก) [ 41 ]
ฮาโลเจนที่เสถียรทั้งสี่ชนิดมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลแบบแวนเดอร์วาลส์และความแข็งแรงของแรงดึงดูดนี้จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนอิเล็กตรอนในโมเลกุลฮาโลเจนไดอะตอมิกที่เป็นโฮโมโนเคลียร์ทั้งหมด ดังนั้น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของคลอรีนจึงอยู่ระหว่างจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของฟลูออรีนและโบรมีน โดยคลอรีนหลอมเหลวที่ −101.0 °C และเดือดที่ −34.0 °C เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลของฮาโลเจนเพิ่มขึ้นตามหมู่ ความหนาแน่นและความร้อนของการหลอมเหลวและการระเหยของคลอรีนจึงอยู่ระหว่างค่าของโบรมีนและฟลูออรีนอีกครั้ง แม้ว่าความร้อนของการระเหยของพวกมันจะค่อนข้างต่ำ (ทำให้ระเหยได้ง่าย) เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลแบบไดอะตอมิก[ 41 ]สีของฮาโลเจนจะเข้มขึ้นเมื่อลงมาตามหมู่ ดังนั้น ในขณะที่ฟลูออรีนเป็นก๊าซสีเหลืองอ่อน คลอรีนกลับมีสีเหลืองอมเขียวอย่างชัดเจน แนวโน้มนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ซึ่งฮาโลเจนดูดซับจะเพิ่มขึ้นตามหมู่[ 41 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สีของฮาโลเจน เช่น คลอรีน เกิดจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนระหว่าง ออร์บิทัล โมเลกุลแอนติบอนดิงπ gที่ถูกครอบครองสูงสุดและออร์ บิทัลโมเลกุลแอนติบอนดิง σ u ที่ว่างเปล่าต่ำสุด [ 42 ]สีจะจางลงที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นคลอรีนแข็งที่อุณหภูมิ −195 °C จึงแทบไม่มีสี[ 41 ]
เช่นเดียวกับโบรมีนและไอโอดีนที่เป็นของแข็ง คลอรีนที่เป็นของแข็งจะตกผลึกในระบบผลึกแบบออร์โธรอม บิก ในโครงสร้างตาข่ายแบบชั้นของโมเลกุล Cl₂ ระยะห่างระหว่าง Cl–Cl คือ 198 pm (ใกล้เคียงกับระยะห่างระหว่าง Cl–Cl ในสถานะก๊าซที่ 199 pm) และระยะห่างระหว่าง Cl···Cl ระหว่างโมเลกุลคือ 332 pm ภายในชั้น และ 382 pm ระหว่างชั้น (เปรียบเทียบกับรัศมีแวนเดอร์วาลส์ของคลอรีน 180 pm) โครงสร้างนี้หมายความว่าคลอรีนเป็นตัวนำไฟฟ้าที่แย่มาก และที่จริงแล้วค่าการนำไฟฟ้าของมันต่ำมากจนแทบจะวัดไม่ได้[ 41 ]
ไอโซโทป
คลอรีนมีไอโซโทปเสถียร 2 ชนิด คือ35Clและ37Clไอโซโทปเหล่านี้เป็นไอโซโทปธรรมชาติเพียง 2 ชนิดที่มีปริมาณมาก โดย35Clคิดเป็น 76% ของคลอรีนธรรมชาติ และ37Clคิดเป็น 24% ที่เหลือ ทั้งสองชนิดถูกสังเคราะห์ขึ้นในดาวฤกษ์ใน กระบวนการ เผาไหม้ออกซิเจนและการเผาไหม้ซิลิคอน[ 43 ]ทั้งสองชนิดมีสปินนิวเคลียร์ 3/2+ ดังนั้นจึงสามารถใช้สำหรับการเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ได้ แม้ว่าขนาดของสปินที่มากกว่า 1/2 จะส่งผลให้การกระจายประจุนิวเคลียร์ไม่เป็นทรงกลม และทำให้เกิดการขยายการเรโซแนนซ์อันเป็นผลมาจากโมเมนต์ควอดรูโพลนิวเคลียร์ที่ ไม่เป็นศูนย์ และการผ่อนคลายควอดรูโพลที่เกิดขึ้น ไอโซโทปคลอรีนอื่นๆ ทั้งหมดเป็นกัมมันตรังสี โดยมีครึ่งชีวิตสั้นเกินกว่าที่จะเกิดขึ้นในธรรมชาติในยุคแรกเริ่ม ในบรรดาสารเหล่านี้ สารที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการคือ36Cl ( t 1/2 = 3.0×10 5 ปี) และ38Cl ( t 1/2 = 37.2 นาที) ซึ่งอาจผลิตได้จากการกระตุ้นด้วยนิวตรอนของคลอรีนธรรมชาติ[ 41 ]
ไอโซโทปคลอรีนที่เสถียรที่สุดคือ36Clโหมดการสลายตัวหลักของไอโซโทปที่เบากว่า35Clคือการจับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไอโซโทปของกำมะถันส่วนไอโซโทปที่หนักกว่า37Clคือการสลายตัวแบบเบตาเพื่อสร้างไอโซโทปของอาร์กอนและ36Clอาจสลายตัวได้ทั้งสองโหมดเพื่อสร้าง36Sหรือ36Arที่ เสถียร [ 44 ] 36Clพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในธรรมชาติในรูปของนิวไคลด์ที่เกิดจากรังสีคอสมิกในอัตราส่วนประมาณ (7–10) × 10 −13ต่อ 1 กับไอโซโทปคลอรีนที่เสถียร โดยผลิตขึ้นในชั้นบรรยากาศโดยการแตกตัวของ36Arจากการปฏิสัมพันธ์กับโปรตอนของรังสีคอสมิก ในชั้นบนสุดของธรณีภาค36Cl ถูกสร้างขึ้นเป็นหลักโดย การกระตุ้นด้วย นิวตรอนความร้อนของ 35Cl และการแตกตัวของ39Kและ40Caในสภาพแวดล้อมใต้พื้นผิวการจับมิวออนโดย40 Ca กลายเป็นวิธีสำคัญในการสร้าง36 Cl [ 45 ] [ 46 ]
เคมีและสารประกอบ
| X | XX | HX | บีเอ็กซ์3 | อัลเอ็กซ์3 | ซีเอ็กซ์4 |
|---|---|---|---|---|---|
| เอฟ | 159 | 574 | 645 | 582 | 456 |
| คล. | 243 | 428 | 444 | 427 | 327 |
| บร | 193 | 363 | 368 | 360 | 272 |
| ฉัน | 151 | 294 | 272 | 285 | 239 |
คลอรีนมีความไวต่อปฏิกิริยาอยู่ระหว่างฟลูออรีนและโบรมีน และเป็นหนึ่งในธาตุที่มีความไวต่อปฏิกิริยาสูงที่สุด คลอรีนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนกว่าฟลูออรีน แต่แรงกว่าโบรมีนหรือไอโอดีน สามารถเห็นได้จากศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของคู่ X₂ / X⁻ ( F, +2.866 V; Cl, +1.395 V; Br, +1.087 V; I, +0.615 V; Atประมาณ +0.3 V) อย่างไรก็ตาม แนวโน้มนี้ไม่ปรากฏในพลังงานพันธะ เนื่องจากฟลูออรีนมีความพิเศษเนื่องจากขนาดเล็ก ความสามารถในการโพลาไรซ์ต่ำ และไม่สามารถแสดงไฮเปอร์วาเลนซ์ได้ นอกจากนี้ คลอรีนยังมีปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญในสถานะออกซิเดชันบวก ในขณะที่ฟลูออรีนไม่มี การคลอริเนชันมักนำไปสู่สถานะออกซิเดชันที่สูงกว่าการโบรมีเนชันหรือไอโอดีเนชัน แต่ต่ำกว่าการฟลูออริเนชัน คลอรีนมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับสารประกอบต่างๆ รวมถึงพันธะ M–M, M–H หรือ M–C เพื่อสร้างพันธะ M–Cl [ 42 ]
เมื่อพิจารณาว่า E°( 1/2O 2 /H 2 O) = +1.229 V ซึ่งน้อยกว่า +1.395 V คาดว่าคลอรีนจะสามารถออกซิไดซ์น้ำให้กลายเป็นออกซิเจนและกรดไฮโดรคลอริกได้ อย่างไรก็ตาม จลนศาสตร์ของปฏิกิริยานี้ไม่เอื้ออำนวย และยังมีผลกระทบจากศักย์ไฟฟ้าเกินของฟองอากาศที่ต้องพิจารณาด้วย ดังนั้นการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายคลอไรด์ในน้ำจึงทำให้เกิดก๊าซคลอรีน ไม่ใช่ก๊าซออกซิเจน ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่มีประโยชน์มากสำหรับการผลิตคลอรีนในอุตสาหกรรม[ 47 ]
ไฮโดรเจนคลอไรด์

สารประกอบคลอรีนที่ง่ายที่สุดคือไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) ซึ่งเป็นสารเคมีหลักในอุตสาหกรรมและในห้องปฏิบัติการ ทั้งในรูปของก๊าซและละลายในน้ำในรูปของกรดไฮโดรคลอริกมักผลิตโดยการเผาไหม้ก๊าซไฮโดรเจนในก๊าซคลอรีน หรือเป็นผลพลอยได้จากการคลอริเนตไฮโดรคาร์บอนอีกวิธีหนึ่งคือการบำบัดโซเดียมคลอไรด์ ด้วย กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเพื่อผลิตกรดไฮโดรคลอริก หรือที่รู้จักกันในชื่อกระบวนการ "เค้กเกลือ" [ 48 ]
- NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl
- โซเดียมคลอไรด์ + NaHSO 4 นา2 SO 4 + HCl
ในห้องปฏิบัติการ ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์สามารถผลิตได้โดยการทำให้สารละลายกรดเข้มข้นแห้งด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ดิวเทอเรียมคลอไรด์ (DCl) สามารถผลิตได้โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างเบนโซอิลคลอไรด์กับน้ำหนัก ( D2O ) [ 48 ]
ที่อุณหภูมิห้อง ไฮโดรเจนคลอไรด์เป็นก๊าซไม่มีสี เช่นเดียวกับไฮโดรเจนเฮไลด์ทั้งหมด ยกเว้นไฮโดรเจนฟลูออไรด์เนื่องจากไฮโดรเจนไม่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจน ที่แข็งแรง กับอะตอมคลอรีนที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าได้ อย่างไรก็ตาม พันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอมีอยู่ในไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เป็นผลึกแข็งที่อุณหภูมิต่ำ คล้ายกับโครงสร้างของไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ก่อนที่ความไม่เป็นระเบียบจะเริ่มเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น[ 48 ] กรดไฮโดรคลอ ริกเป็นกรดแก่ (p K a = −7) เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน-คลอรีนอ่อนแอเกินกว่าจะยับยั้งการแตกตัว ระบบ HCl/H 2 O มีไฮเดรต HCl· n H 2 O จำนวนมากสำหรับn = 1, 2, 3, 4 และ 6 เมื่อเกินอัตราส่วน 1:1 ของ HCl และ H 2 O ระบบจะแยกออกเป็นสองเฟสของเหลวที่แยกจากกันอย่างสมบูรณ์ กรดไฮโดรคลอริกก่อตัวเป็นอะซีโอโทรปที่มีจุดเดือด 108.58 °C ที่ 20.22 กรัม HCl ต่อสารละลาย 100 กรัม ดังนั้นกรดไฮโดรคลอริกจึงไม่สามารถเพิ่มความเข้มข้นได้เกินกว่าจุดนี้โดยการกลั่น[ 49 ]
ต่างจากไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์เหลวปราศจากน้ำนั้นใช้งานยากในฐานะตัวทำละลาย เนื่องจากมีจุดเดือดต่ำ ช่วงอุณหภูมิที่เป็นของเหลวแคบ ค่าคงที่ไดอิ เล็กตริก ต่ำ และไม่แตกตัวเป็น H₂Cl⁺ และ HCl อย่างมีนัย สำคัญ− 2ไอออน – ซึ่งในกรณีหลังนั้นมีความเสถียรน้อยกว่า ไอออน ไบฟลูออไรด์ ( HF) มาก− 2เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างไฮโดรเจนและคลอรีนอ่อนมาก แม้ว่าจะมีเกลือที่มีแคตไอออนขนาดใหญ่และมีขั้วอ่อน เช่นCs +และNR ก็ตาม+ 4(R = Me , Et , Bu n ) อาจยังคงแยกได้ ไฮโดรเจนคลอไรด์ปราศจากน้ำเป็นตัวทำละลายที่ไม่ดี สามารถละลายสารประกอบโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น ไนโตรซิลคลอไรด์ และฟีนอลหรือเกลือที่มีพลังงานแลตติซ ต่ำมาก เช่น เตตระอัลคิลแอมโมเนียมเฮไลด์ได้เท่านั้น มันสามารถโปรตอนนิวคลีโอไฟล์ที่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวหรือพันธะ π ได้อย่างง่ายดายปฏิกิริยาโซลโวลี ซิส ปฏิกิริยา การแทนที่ ลิแกนด์และออกซิเดชันได้รับการระบุลักษณะอย่างดีในสารละลายไฮโดรเจนคลอไรด์: [ 50 ]
- Ph 3 SnCl + HCl ⟶ Ph 2 SnCl 2 + PhH (โซลโวลีซิส)
- Ph 3 COH + 3 HCl ⟶ Ph3ซี+ไฮโดรคลอไรด์− 2+ H 3 O + Cl − (โซลโวลีซิส)
- ฉัน4เอ็น+ไฮโดรคลอไรด์− 2+ BCl 3 ⟶ Me4เอ็น+บีซีแอล− 4+ HCl (การแทนที่ลิแกนด์)
- PCl 3 + Cl 2 + HCl ⟶ PCl+ 4ไฮโดรคลอไรด์− 2(ออกซิเดชัน)
คลอไรด์ไบนารีอื่นๆ

ธาตุเกือบทั้งหมดในตารางธาตุสามารถสร้างคลอไรด์แบบไบนารีได้ ข้อยกเว้นนั้นมีจำนวนน้อยมากและในแต่ละกรณีเกิดจากสาเหตุสามประการ ได้แก่ ความเฉื่อยชาอย่างมากและความไม่เต็มใจที่จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี ( ก๊าซเฉื่อยยกเว้นซีนอนในXeCl 2และ XeCl 4 ที่ไม่เสถียรอย่างมาก ) ความไม่เสถียรของนิวเคลียสอย่างมากที่ขัดขวางการตรวจสอบทางเคมีก่อนการสลายตัวและการเปลี่ยนแปลง (ธาตุหนักหลายชนิดที่หนักกว่าบิสมัท ) และการมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าคลอรีน ( ออกซิเจนและฟลูออรีน ) ดังนั้นสารประกอบไบนารีที่ได้จึงไม่ใช่คลอไรด์อย่างเป็นทางการ แต่เป็นออกไซด์หรือฟลูออไรด์ของคลอรีน[ 51 ]แม้ว่าไนโตรเจนใน NCl 3จะมีประจุลบ แต่โดยทั่วไปแล้วสารประกอบนี้เรียกว่าไนโตรเจนไตรคลอไรด์
โดยทั่วไป การคลอ ริ เน ชันของโลหะด้วย Cl₂ มักนำไปสู่สถานะออกซิเดชันที่สูงกว่าการโบรมีเนชันด้วย Br₂ เมื่อมีสถานะออกซิเดชันหลายสถานะให้เลือก เช่น ในMoCl₅และMoBr₃คลอไรด์สามารถผลิตได้โดยการทำปฏิกิริยาของธาตุหรือออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ หรือคาร์บอเนตของธาตุนั้นกับกรดไฮโดรคลอริก แล้วทำการกำจัดน้ำออกโดยใช้ความร้อนสูงเล็กน้อยร่วมกับก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ที่มีความดันต่ำหรือปราศจากน้ำ วิธีเหล่านี้จะได้ผลดีที่สุดเมื่อผลิตภัณฑ์คลอไรด์มีความเสถียรต่อการไฮโดรไลซิส มิเช่นนั้น อาจใช้วิธีอื่นได้ เช่น การคลอริเนชันแบบออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของธาตุด้วยคลอรีนหรือไฮโดรเจนคลอไรด์ การคลอริเนชันที่อุณหภูมิสูงของโลหะออกไซด์หรือเฮไลด์อื่น ๆ ด้วยคลอรีน โลหะคลอไรด์ระเหยง่าย คาร์บอนเตตระคลอไรด์หรือคลอไรด์อินทรีย์ ตัวอย่างเช่นเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับคลอรีนภายใต้สภาวะมาตรฐานเพื่อผลิตเซอร์โคเนียมเตตระคลอไรด์และยูเรเนียมไตรออกไซด์ทำปฏิกิริยากับเฮกซาคลอโรโพรพีนเมื่อถูกความร้อนภายใต้การกลั่นย้อนกลับเพื่อให้ได้ยูเรเนียม เตตระคลอไรด์ ตัวอย่างที่สองยังเกี่ยวข้องกับการลดสถานะออกซิเดชันซึ่งสามารถทำได้โดยการลดคลอไรด์ที่สูงกว่าโดยใช้ไฮโดรเจนหรือโลหะเป็นตัวรีดิวซ์ นอกจากนี้ยังสามารถทำได้โดยการสลายตัวทางความร้อนหรือการไม่สมดุลดังต่อไปนี้: [ 51 ]
- EuCl 3 + 1/2H 2 ⟶ EuCl 2 + HCl
- ReCl 5 ReCl 3 + Cl 2
- AuCl 3 AuCl + Cl 2
คลอไรด์ของโลหะส่วนใหญ่ที่มีโลหะในสถานะออกซิเดชันต่ำ (+1 ถึง +3) จะเป็นไอออนิก อโลหะมักจะสร้างคลอไรด์โมเลกุลแบบโคเวเลนต์ เช่นเดียวกับโลหะในสถานะออกซิเดชันสูงตั้งแต่ +3 ขึ้นไป ทั้งคลอไรด์แบบไอออนิกและโคเวเลนต์เป็นที่รู้จักกันสำหรับโลหะในสถานะออกซิเดชัน +3 (เช่นสแกนเดียมคลอไรด์ส่วนใหญ่เป็นไอออนิก แต่อะลูมิเนียมคลอไรด์ไม่ใช่) ซิลเวอร์คลอไรด์ละลายน้ำได้น้อยมาก จึงมักใช้เป็นการทดสอบเชิงคุณภาพสำหรับคลอรีน[ 51 ]
สารประกอบโพลีคลอรีน
แม้ว่าไดคลอรีนจะเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงและมีพลังงานไอออนไนเซชันแรกสูง แต่ก็อาจถูกออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะสุดขั้วเพื่อสร้าง แคตไอออน [Cl 2 ] +ซึ่งไม่เสถียรมากและมีการระบุลักษณะเฉพาะโดยสเปกตรัมแถบอิเล็กตรอนเมื่อผลิตในหลอดปล่อยประจุความดันต่ำเท่านั้น แคตไอออน[Cl 3 ] +สีเหลืองมีความเสถียรมากกว่าและสามารถผลิตได้ดังนี้: [ 52 ]
- Cl 2 + ClF + AsF 5 [Cl 3 ] + [AsF 6 ] −
ปฏิกิริยานี้ดำเนินการในตัวทำละลายออกซิไดซ์อาร์เซนิกเพนตาฟลูออไรด์ไอออนไตรคลอไรด์[Cl 3 ] −ได้ถูกระบุลักษณะแล้วเช่นกัน ซึ่งคล้ายคลึงกับไตรไอโอไดด์[ 53 ]
ไอออนบวก สีน้ำเงิน[Cl 4 ] +เกิดจากการออกซิเดชันของคลอรีนธาตุด้วยIrF 6 :
- 2Cl 2 + IrF 6 [Cl 4 ] + [IrF 6 ] −
ไอออนบวกนี้มีลักษณะเฉพาะโดยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ว่ามีรูปทรงเรขาคณิตแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้า (194 pm Cl–Cl และ 294 pm Cl···Cl) ประกอบด้วยหน่วย Cl₂ สองหน่วย ที่เชื่อมต่อกันด้วยปฏิกิริยาออร์บิทัล π*–π* แม้ว่าความยาวพันธะระหว่างหน่วย Cl₂ทั้งสองจะยาวแต่การแตกตัวเป็นCl₂ + Cl ก็ยัง เกิดขึ้นได้+2พบว่าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนประมาณ 25 กิโลแคลอรี/โมล โดยทำปฏิกิริยากับ O2 เพื่อให้ได้สารเชิงซ้อนที่มี แค ตไอออน[ Cl2O2 ] + [ 54 ]
คลอรีนฟลูออไรด์
ฟลูออไรด์ทั้งสามของคลอรีนก่อตัวเป็นกลุ่มย่อยของ สารประกอบ อินเตอร์ฮาโลเจนซึ่งทั้งหมดเป็นไดอะแมกเนติก [ 53 ] อนุพันธ์แคตไอออนิกและแอนไอออนิกบางชนิดเป็นที่รู้จัก เช่นClF− 2, ClF− 4, ClF+ 2และ Cl 2 F + . [ 55 ]สารประกอบซูโดฮาไลด์ ของคลอรีน บางชนิดก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน เช่นไซยาโนเจนคลอไรด์ (ClCN, แบบเส้นตรง), คลอรีนไซยาเนต (ClNCO), คลอรีนไทโอไซยาเนต (ClSCN, ซึ่งแตกต่างจากสารประกอบออกซิเจน) และคลอรีนอะไซด์ (ClN 3 ) [ 53 ]
คลอรีนโมโนฟลูออไรด์ (ClF) มีความเสถียรทางความร้อนสูงมาก และจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในขวดพลาสติกขนาด 500 กรัม เป็นก๊าซไม่มีสี มีจุดหลอมเหลวที่ −155.6 °C และจุดเดือดที่ −100.1 °C สามารถผลิตได้จากปฏิกิริยาของธาตุต่างๆ ที่อุณหภูมิ 225 °C แต่ต้องแยกและทำให้บริสุทธิ์จากคลอรีนไตรฟลูออไรด์และสารตั้งต้นก่อน คุณสมบัติส่วนใหญ่อยู่ระหว่างคลอรีนและฟลูออรีน มันจะทำปฏิกิริยากับโลหะและอโลหะหลายชนิดตั้งแต่อุณหภูมิห้องขึ้นไป โดยจะเติมฟลูออรีนและปลดปล่อยคลอรีนออกมา นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารคลอโรฟลูออริเนต โดยเติมคลอรีนและฟลูออรีนผ่านพันธะคู่หรือโดยการออกซิเดชัน ตัวอย่างเช่น มันจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อสร้างคาร์บอนิลคลอโรฟลูออไรด์ (COFCl) มันจะทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกันกับเฮกซาฟลูออโรอะซี โตน (CF 3 ) 2 CO โดยใช้ ตัวเร่งปฏิกิริยา โพแทสเซียมฟลูออไรด์เพื่อผลิตเฮปตาฟลูออโรไอโซโพรพิลไฮโปคลอไรต์ (CF 3 ) 2 CFOCl; กับไนไตรล์ RCN เพื่อผลิต RCF 2 NCl 2 ; และกับซัลเฟอร์ออกไซด์ SO 2และ SO 3เพื่อผลิต ClSO 2 F และ ClOSO 2 F ตามลำดับ นอกจากนี้ยังจะทำปฏิกิริยาคายความร้อนกับสารประกอบที่มีหมู่ –OH และ –NH เช่น น้ำ: [ 53 ]
- H₂O + 2ClF ⟶ 2HF + Cl₂O
คลอรีนไตรฟลูออไรด์ (ClF₃ )เป็นของเหลวโมเลกุลไม่มีสี ระเหยง่าย มีจุดหลอมเหลวที่ −76.3 °C และจุดเดือดที่ 11.8 °C สามารถเกิดขึ้นได้จากการเติมฟลูออรีนลงในก๊าซคลอรีนหรือคลอรีนโมโนฟลูออไรด์โดยตรงที่อุณหภูมิ 200–300 °C เป็นหนึ่งในสารประกอบเคมีที่มีปฏิกิริยาสูงที่สุดที่รู้จักกัน ธาตุต่างๆ ที่ติดไฟได้นั้นมีความหลากหลาย ได้แก่ไฮโดรเจนโพแทสเซียมฟอสฟอรัสสารหนูพลวงกำมะถันซีลีเนียมเทลลูเรียมโบรมีนไอโอดีนและผงโมลิบเดนัมทังสเตนโรเดียมอิริเดียมและเหล็กนอกจากนี้ยังสามารถจุด ไฟน้ำ ได้ รวมถึงสารหลายชนิดที่โดยปกติ แล้วถือว่าเฉื่อยทางเคมี เช่นแอสเบสตอส คอนกรีต แก้ว และทราย เมื่อได้รับความร้อน สารนี้จะกัดกร่อนแม้กระทั่งโลหะมีค่า เช่น แพลเลเดียม แพลทินัม และทองคำและแม้แต่ก๊าซมีตระกูลอย่างซีนอนและเรดอนก็ไม่รอดพ้นจากปฏิกิริยาฟลูออริเนชัน ชั้นฟลูออไรด์ที่ไม่สามารถซึมผ่านได้จะเกิดขึ้นกับโซเดียมแมกนีเซียมอะลูมิเนียมสังกะสีดีบุกและเงินซึ่งสามารถกำจัดออกได้ด้วยความร้อน โดย ทั่วไปแล้วจะใช้ภาชนะที่ทำจาก นิกเกลทองแดงและเหล็ก เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของคลอรีนไตรฟลูออไรด์สูง ซึ่งเกิดจากการก่อตัวของชั้นโลหะฟลูออไรด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาของสารนี้กับไฮดราซีนเพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ไนโตรเจน และคลอรีน ถูกนำไปใช้ในเครื่องยนต์จรวดทดลอง แต่มีปัญหาหลักๆ มาจากความไวไฟ สูงมาก ทำให้เกิดการจุดระเบิดโดยไม่มีการหน่วงเวลาที่วัดได้ ปัจจุบัน ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เพื่อออกซิไดซ์ยูเรเนียมเป็นยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์สำหรับการเสริมสมรรถนะ และเพื่อแยกออกจากพลูโทเนียมรวมถึงในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้ในการทำความสะอาดห้องตกตะกอนไอสารเคมี[ 56 ]มันสามารถทำหน้าที่เป็นตัวให้หรือตัวรับไอออนฟลูออไรด์ (เบสหรือกรดของลูอิส) แม้ว่าจะไม่แตกตัวเป็นClF อย่างมีนัยสำคัญก็ตาม+ 2และClF− 4ไอออน[ 57 ]
คลอรีนเพนตาฟลูออไรด์ (ClF 5 ) ผลิตในปริมาณมากโดยการฟลูออริเนชันโดยตรงของคลอรีนด้วย ก๊าซ ฟลูออรีน ส่วนเกิน ที่อุณหภูมิ 350 °C และความดัน 250 atm และในปริมาณน้อยโดยการทำปฏิกิริยาของโลหะคลอไรด์กับก๊าซฟลูออรีนที่อุณหภูมิ 100–300 °C มีจุดหลอมเหลวที่ −103 °C และจุดเดือดที่ −13.1 °C เป็นสารฟลูออริเนตที่แรงมาก แม้ว่าจะยังไม่มีประสิทธิภาพเท่าคลอรีนไตรฟลูออไรด์ก็ตาม มีการระบุลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาสโตอิคิโอเมตริกเพียงไม่กี่ปฏิกิริยาเท่านั้นอาร์เซนิกเพนตาฟลูออไรด์และแอนติโมนีเพนตาฟลูออไรด์ก่อตัวเป็นสารประกอบไอออนิกในรูปแบบ [ClF 4 ] + [MF 6 ] − (M = As, Sb) และน้ำทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงดังต่อไปนี้: [ 58 ]
- 2 H 2 O + ClF 5 ⟶ 4 HF + FClO 2
ผลิตภัณฑ์คลอริลฟลูออไรด์เป็นหนึ่งในห้าของคลอรีนออกไซด์ฟลูออไรด์ที่รู้จักกัน ซึ่งมีตั้งแต่ FClO ที่ไม่เสถียรทางความร้อนไปจนถึงเพอร์คลอริลฟลูออไรด์ (FClO 3 ) ที่ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี ส่วนอีกสามชนิดคือ FClO 2 , F 3 ClO และ F 3 ClO 2ทั้งห้าชนิดมีพฤติกรรมคล้ายกับคลอรีนฟลูออไรด์ทั้งในด้านโครงสร้างและทางเคมี และอาจทำหน้าที่เป็นกรดหรือเบสของลูอิสโดยการรับหรือสูญเสียไอออนฟลูออไรด์ตามลำดับ หรือทำหน้าที่เป็นสารออกซิไดซ์และฟลูออริเนตที่แรงมาก[ 59 ]
คลอรีนออกไซด์


สารประกอบคลอรีนออกไซด์ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน แม้ว่าจะไม่เสถียร (สารประกอบเหล่านี้ทั้งหมดเป็นสารประกอบดูดความร้อน) สารประกอบเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากเกิดขึ้นเมื่อคลอโรฟลูออโรคาร์บอนเกิดการสลายตัวด้วยแสงในชั้นบรรยากาศเบื้องบนและทำให้ชั้นโอโซนถูกทำลาย ไม่มีสารประกอบใดที่สามารถสร้างขึ้นจากการทำปฏิกิริยาของธาตุโดยตรงได้[ 60 ]
ไดคลอรีนโมโนออกไซด์ (Cl₂O )เป็นก๊าซสีน้ำตาลเหลือง (สีน้ำตาลแดงเมื่อเป็นของแข็งหรือของเหลว) ซึ่งสามารถได้มาจากการทำปฏิกิริยาของก๊าซคลอรีนกับปรอท(II)ออกไซด์ สีเหลือง ละลายได้ดีมากในน้ำ โดยอยู่ในสภาวะสมดุลกับกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) ซึ่งไดคลอรีนโมโนออกไซด์เป็นแอนไฮไดรด์ของกรดไฮโปคลอรัส ดังนั้นจึงเป็นสารฟอกขาวที่มีประสิทธิภาพและส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไฮโปคลอไรต์ ไดคลอรีนโมโนออกไซด์จะระเบิดเมื่อได้รับความร้อนหรือเกิดประกายไฟ หรือเมื่อมีก๊าซแอมโมเนียอยู่[ 60 ]
คลอรีนไดออกไซด์ (ClO2 )เป็นคลอรีนออกไซด์ชนิดแรกที่ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1811 โดยฮัมฟรี เดวีเป็นก๊าซพาราแมกเนติกสีเหลือง (สีแดงเข้มเมื่อเป็นของแข็งหรือของเหลว) ตามที่คาดไว้เนื่องจากมีจำนวนอิเล็กตรอนเป็นเลขคี่ มีความเสถียรต่อการเกิดไดเมอร์เนื่องจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ ก๊าซชนิดนี้จะระเบิดที่อุณหภูมิสูงกว่า −40 °C เมื่อเป็นของเหลว และระเบิดภายใต้ความดันเมื่อเป็นก๊าซ ดังนั้นจึงต้องผลิตที่ความเข้มข้นต่ำสำหรับการฟอกเยื่อไม้และการบำบัดน้ำ โดยปกติจะเตรียมโดยการลดคลอเรตดังนี้: [ 60 ]
- ClO− 3+ Cl − + 2 H + ⟶ ClO 2 + 1/2Cl 2 + H 2 O
ดังนั้น การผลิตสารนี้จึงมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันของกรดคลอรีนออกโซ มันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ทำปฏิกิริยากับกำมะถันฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสเฮไลด์ และโพแทสเซียมโบโรไฮไดรด์ มันละลายในน้ำโดยคายความร้อน เกิดเป็นสารละลายสีเขียวเข้มซึ่งสลายตัวช้ามากในที่มืด ผลึกแคลทเรตไฮเดรต ClO₂·nH₂O ( n ≈ 6–10 ) จะแยกตัวที่อุณหภูมิต่ำอย่างไรก็ตาม ในที่ที่มีแสง สารละลายเหล่านี้จะสลายตัวด้วยแสงอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นส่วนผสมของกรดคลอริกและกรดไฮโดรคลอริก การสลายตัวด้วยแสงของโมเลกุล ClO₂ แต่ละตัวทำให้ เกิดอนุมูลอิสระ ClO และ ClOO ในขณะที่ที่อุณหภูมิห้อง ส่วนใหญ่ จะเกิดคลอรีน ออกซิเจน และ ClO₃ และ Cl₂O₆ บางส่วน Cl 2 O 3ยังถูกผลิตขึ้นเมื่อทำการสลายด้วยแสงของของแข็งที่อุณหภูมิ −78 °C: เป็นของแข็งสีน้ำตาลเข้มที่ระเบิดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C อนุมูล ClO นำไปสู่การลดลงของโอโซนในชั้นบรรยากาศและมีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อมดังต่อไปนี้: [ 60 ]
- Cl• + O 3 ⟶ ClO• + O 2
- ClO• + O• ⟶ Cl• + O 2
คลอรีนเปอร์คลอเรต (ClOClO3 )เป็นของเหลวสีเหลืองอ่อนที่มีความเสถียรน้อยกว่า ClO2 และสลายตัวที่อุณหภูมิห้องเพื่อสร้างคลอรีน ออกซิเจน และไดคลอรีนเฮกซอกไซด์( Cl2O6 ) [ 60 ]คลอรีนเปอร์คลอเรตอาจถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของคลอรีนของกรดเปอร์คลอริก (HOClO3 )เช่นเดียวกับอนุพันธ์ของคลอรีนที่ไม่เสถียรต่อความร้อนของกรดออกโซอื่นๆ ตัวอย่างเช่นคลอรีนไนเตรต (ClONO2 ซึ่งมีปฏิกิริยารุนแรงและระเบิดได้) และคลอรีนฟลูออโรซัลเฟต (ClOSO2F ซึ่งมีความเสถียรมากกว่าแต่ยังคงไวต่อความชื้นและมีปฏิกิริยาสูง) [ 61 ]ไดคลอรีนเฮกซอกไซด์เป็นของเหลวสีแดงเข้มที่แข็งตัวกลายเป็นของแข็งซึ่งเปลี่ยนเป็นสีเหลืองที่อุณหภูมิ -180 °C โดยปกติจะทำได้จากปฏิกิริยาของคลอรีนไดออกไซด์กับออกซิเจน แม้จะพยายามหาเหตุผลว่าเป็นไดเมอร์ของ ClO 3แต่ปฏิกิริยาของมันกลับคล้ายกับคลอริลเปอร์คลอเรต [ClO 2 ] + [ClO 4 ] −ซึ่งได้รับการยืนยันแล้วว่าเป็นโครงสร้างที่ถูกต้องของของแข็ง มันเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในน้ำเพื่อให้ได้ส่วนผสมของกรดคลอริกและกรดเปอร์คลอริก ปฏิกิริยาที่คล้ายกันกับไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ปราศจากน้ำ ไม่เกิดขึ้นจนเสร็จสมบูรณ์[ 60 ]
ไดคลอรีนเฮปทอกไซด์ ( Cl₂O₇ ) เป็นแอนไฮไดรด์ของกรดเปอร์คลอริก (HClO₄ )และสามารถได้มาอย่างง่ายดายจากกรดเปอร์คลอริกโดยการกำจัดน้ำด้วยกรดฟอสฟอริกที่อุณหภูมิ -10 °C จากนั้นกลั่นผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิ -35 °C และความดัน 1 mmHg เป็นของเหลวใสไม่มีสีคล้ายน้ำมันที่ไวต่อแรงกระแทก เป็นออกไซด์ของคลอรีนที่มีปฏิกิริยาน้อยที่สุด โดยเป็นออกไซด์เพียงชนิดเดียวที่ไม่ทำให้สารอินทรีย์ติดไฟที่อุณหภูมิห้อง สามารถละลายในน้ำเพื่อสร้างกรดเปอร์คลอริกขึ้นใหม่ หรือในด่างในน้ำเพื่อสร้างเปอร์คลอเรตขึ้นใหม่ อย่างไรก็ตาม มันจะสลายตัวอย่างรุนแรงเมื่อได้รับความร้อนโดยการแตกพันธะ Cl–O ตรงกลางหนึ่งพันธะ ทำให้เกิดอนุมูลอิสระ ClO₃ และ ClO₄ ซึ่งจะสลายตัวเป็นธาตุทันทีผ่านออกไซด์ระดับกลาง[ 60 ]
กรดออกโซคลอรีนและออกซิแอนไอออน
| E°(คู่) | a (H + ) = 1 (กรด) | E°(คู่) | a (OH − ) = 1 (เบส) |
|---|---|---|---|
| Cl 2 /Cl − | +1.358 | Cl 2 /Cl − | +1.358 |
| HOCl/Cl − | +1.484 | ClO − /Cl − | +0.890 |
| ClO− 3/Cl − | +1.459 | ||
| HOCl/Cl 2 | +1.630 | ClO − /Cl 2 | +0.421 |
| HClO 2 /Cl 2 | +1.659 | ||
| ClO− 3/Cl 2 | +1.468 | ||
| ClO− 4/Cl 2 | +1.277 | ||
| HClO 2 /HOCl | +1.701 | ClO− 2/ClO − | +0.681 |
| ClO− 3/ClO − | +0.488 | ||
| ClO− 3/HClO 2 | +1.181 | ClO− 3/ ClO− 2 | +0.295 |
| ClO− 4/ ClO− 3 | +1.201 | ClO− 4/ ClO− 3 | +0.374 |
คลอรีนก่อให้เกิดกรดออกโซ 4 ชนิด ได้แก่กรดไฮโปคลอรัส (HOCl) กรดคลอรัส (HOClO) กรดคลอริก (HOClO 2 ) และกรดเปอร์คลอริก (HOClO 3 ) ดังที่เห็นได้จากศักยภาพรีดอกซ์ที่แสดงในตารางด้านข้าง คลอรีนมีความเสถียรต่อการเกิดปฏิกิริยาไม่สมดุลในสารละลายกรดมากกว่าในสารละลายด่างมาก[ 47 ]
Cl 2 + H 2 O ⇌ HOCl + H + + Cl − K ac = 4.2 × 10 −4โมล2ลิตร−2 Cl 2 + 2 OH − ⇌ OCl − + H 2 O + Cl − K alk = 7.5 × 10 15 mol −1 l
ไอออนไฮโปคลอไรต์ยังเกิดปฏิกิริยาไม่สมดุลต่อไปอีกเพื่อสร้างคลอไรด์และคลอเรต (3 ClO − ⇌ 2 Cl − + ClO )− 3แต่ปฏิกิริยานี้ค่อนข้างช้าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 70 °C แม้ว่าค่าคงที่สมดุลจะดีมากที่ 10 27 ก็ตาม ไอออนคลอเรตอาจเกิดปฏิกิริยาไม่สมดุลเพื่อสร้างคลอไรด์และเปอร์คลอเรต (4 ClO)− 3⇌ Cl − + 3 ClO− 4) แต่กระบวนการนี้ยังคงช้ามากแม้ที่อุณหภูมิ 100 °C ทั้งๆ ที่ค่าคงที่สมดุลที่เอื้ออำนวยมากถึง 10 20อัตราการเกิดปฏิกิริยาของคลอรีนออกซีแอนไอออนจะเพิ่มขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันของคลอรีนลดลง ความแรงของคลอรีนออกซีแอซิดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อสถานะออกซิเดชันของคลอรีนเพิ่มขึ้นเนื่องจากการกระจายตัวของประจุที่เพิ่มขึ้นบนอะตอมออกซิเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ในเบสคู่ควบของพวกมัน[ 47 ]
กรดออกโซคลอรีนส่วนใหญ่สามารถผลิตได้โดยใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาการกระจายตัวเหล่านี้ กรดไฮโปคลอรัส (HOCl) มีปฏิกิริยาสูงและไม่เสถียรมาก เกลือของมันส่วนใหญ่ใช้เพื่อฟอกขาวและฆ่าเชื้อโรค พวกมันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก โดยถ่ายโอนอะตอมออกซิเจนไปยังสารอนินทรีย์ส่วนใหญ่ กรดคลอรัส (HOClO) ไม่เสถียรยิ่งกว่าและไม่สามารถแยกหรือทำให้เข้มข้นได้โดยไม่สลายตัว เป็นที่รู้จักกันจากการสลายตัวของคลอรีนไดออกไซด์ในน้ำ อย่างไรก็ตามโซเดียมคลอไรต์เป็นเกลือที่เสถียรและมีประโยชน์สำหรับการฟอกขาวและการลอกสีสิ่งทอ ในฐานะสารออกซิไดซ์ และเป็นแหล่งของคลอรีนไดออกไซด์ กรดคลอริก (HOClO₂ )เป็นกรดแก่ที่ค่อนข้างเสถียรในน้ำเย็นที่ความเข้มข้นไม่เกิน 30% แต่เมื่ออุ่นขึ้นจะให้คลอรีนและคลอรีนไดออกไซด์ การระเหยภายใต้ความดันที่ลดลงทำให้มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นได้ถึงประมาณ 40% แต่จากนั้นจะสลายตัวเป็นกรดเปอร์คลอริก คลอรีน ออกซิเจน น้ำ และคลอรีนไดออกไซด์ เกลือที่สำคัญที่สุดคือโซเดียมคลอเรตซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตคลอรีนไดออกไซด์เพื่อฟอกเยื่อกระดาษ การสลายตัวของคลอเรตเป็นคลอไรด์และออกซิเจนเป็นวิธีทั่วไปในการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการในระดับเล็ก คลอไรด์และคลอเรตอาจทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างคลอรีนดังต่อไปนี้: [ 62 ]
- ClO− 3+ 5 Cl − + 6 H + ⟶ 3 Cl 2 + 3 H 2 O
เพอร์คลอเรตและกรดเพอร์คลอริก (HOClO₃ )เป็นสารประกอบออกโซของคลอรีนที่มีเสถียรภาพมากที่สุด สอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าสารประกอบคลอรีนจะมีเสถียรภาพมากที่สุดเมื่ออะตอมคลอรีนอยู่ในสถานะออกซิเดชันต่ำสุด (−1) หรือสูงสุด (+7) กรดเพอร์คลอริกและเพอร์คลอเรตในน้ำเป็นสารออกซิไดซ์ที่รุนแรงและบางครั้งก็รุนแรงมากเมื่อได้รับความร้อน ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับลักษณะที่ไม่ค่อยมีปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องเนื่องจากพลังงานกระตุ้นสูงสำหรับปฏิกิริยาเหล่านี้ด้วยเหตุผลทางจลนศาสตร์ เพอร์คลอเรตผลิตได้โดยการออกซิไดซ์โซเดียมคลอเรตด้วยไฟฟ้า และกรดเพอร์คลอริกผลิตได้โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมเพอร์คลอเรตหรือแบเรียมเพอร์คลอเรตที่ปราศจากน้ำกับกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น กรองเอาคลอไรด์ที่ตกตะกอนออก และกลั่นสารละลายที่เหลือเพื่อให้เข้มข้นขึ้น กรดเปอร์คลอริกปราศจากน้ำเป็นของเหลวใสไม่มีสีที่เคลื่อนที่ได้ง่ายและไวต่อแรงกระแทก ระเบิดเมื่อสัมผัสกับสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ ทำให้ไฮโดรเจนไอโอไดด์และไทโอนิลคลอไรด์ ติดไฟได้ และยังสามารถออกซิไดซ์เงินและทองได้อีกด้วย แม้ว่าจะเป็นลิแกนด์ที่อ่อนแอ อ่อนกว่าน้ำ แต่ก็มีสารประกอบบางชนิดที่มี ClOที่ถูกประสานอยู่ด้วย− 4เป็นที่ทราบกันดี[ 62 ]ตารางด้านล่างแสดงสถานะออกซิเดชันทั่วไปของธาตุคลอรีนตามที่สอนในโรงเรียนมัธยมหรือวิทยาลัย มีสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนกว่า ซึ่งโครงสร้างสามารถอธิบายได้โดยใช้วิธีทางเคมีควอนตัมสมัยใหม่เท่านั้น ตัวอย่างเช่น คลัสเตอร์เทคนีเซียมคลอไรด์ [(CH 3 ) 4 N] 3 [Tc 6 Cl 14 ] ซึ่งอะตอมคลอรีน 6 ใน 14 อะตอมเป็นวาเลนต์สองอย่างเป็นทางการ และสถานะออกซิเดชันเป็นเศษส่วน[ 63 ] [ 64 ]นอกจากนี้ ความสม่ำเสมอทางเคมีทั้งหมดข้างต้นใช้ได้กับสภาวะ "ปกติ" หรือใกล้เคียงกับสภาวะปกติ ในขณะที่ภายใต้ความดันสูงมาก (เช่น ในแกนกลางของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่) คลอรีนสามารถสร้างสารประกอบ Na 3 Cl กับโซเดียม ซึ่งไม่สอดคล้องกับแนวคิดทางเคมีแบบดั้งเดิม[ 65 ]
| สถานะออกซิเดชันของคลอรีน | −1 | +1 | +3 | +5 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|
| ชื่อ | คลอไรด์ | ไฮโปคลอไรต์ | คลอไรต์ | คลอเรต | เปอร์คลอเรต |
| สูตร | Cl − | ClO − | ClO− 2 | ClO− 3 | ClO− 4 |
| โครงสร้าง |
สารประกอบออร์กาโนคลอรีน

เช่นเดียวกับพันธะคาร์บอน-ฮาโลเจนอื่นๆ พันธะ C–Cl เป็นหมู่ฟังก์ชันทั่วไปที่ประกอบเป็นส่วนหนึ่งของเคมีอินทรีย์หลัก ในทางทฤษฎี สารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันนี้อาจถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์อินทรีย์ของไอออนคลอไรด์ เนื่องจากความแตกต่างของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างคลอรีน (3.16) และคาร์บอน (2.55) คาร์บอนในพันธะ C–Cl จึงมีอิเล็กตรอนไม่เพียงพอและเป็นอิเล็กโทรฟิลิกการคลอริเนชันจะปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของไฮโดรคาร์บอนในหลายๆ ด้าน โดยทั่วไปแล้วคลอโรคาร์บอนจะมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเนื่องจากน้ำหนักอะตอมของคลอรีนสูงกว่าไฮโดรเจน และออร์กาโนคลอไรด์แบบอะลิฟาติกเป็นสารอัลคิเลต เนื่องจากคลอ ไรด์เป็นหมู่ที่หลุดออกได้[ 66 ]
อัลเคนและอะริลอัลเคนอาจถูกคลอริเนตภายใต้ สภาวะ อนุมูลอิสระด้วยแสงยูวี อย่างไรก็ตาม ระดับของการคลอริเนตนั้นควบคุมได้ยาก ปฏิกิริยาไม่เลือกตำแหน่งและมักส่งผลให้เกิดส่วนผสมของไอโซเมอร์ต่างๆ ที่มีระดับการคลอริเนตแตกต่างกัน แม้ว่าสิ่งนี้อาจยอมรับได้หากผลิตภัณฑ์แยกออกจากกันได้ง่าย อะริลคลอไรด์อาจเตรียมได้โดยการฮาโลเจนเนชันแบบฟรีเดล-คราฟต์โดยใช้คลอรีนและตัวเร่งปฏิกิริยากรดลูอิส[ 66 ]ปฏิกิริยาฮาโลฟอร์มโดยใช้คลอรีนและโซเดียมไฮด รอกไซด์ ยังสามารถสร้างอัลคิลเฮไลด์จากเมทิลคีโตนและสารประกอบที่เกี่ยวข้องได้ คลอรีนจะเพิ่มเข้าไปในพันธะหลายพันธะบนอัลคีนและอัลไคน์เช่นกัน ทำให้เกิดสารประกอบไดคลอโรหรือเตตระคลอโร อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคลอรีนมีราคาแพงและมีปฏิกิริยาไว สารประกอบออร์กาโนคลอรีนจึงมักผลิตโดยใช้ไฮโดรเจนคลอไรด์ หรือใช้สารคลอริเนต เช่นฟอสฟอรัสเพนตาคลอไรด์ (PCl₅ )หรือไทโอนิลคลอไรด์( SOCl₂ ) ซึ่งสารหลังนี้สะดวกมากในห้องปฏิบัติการ เพราะผลิตภัณฑ์ข้างเคียงทั้งหมดเป็นก๊าซและไม่จำเป็นต้องกลั่นแยกออก[ 66 ]
สารประกอบออร์กาโนคลอรีนจำนวนมากถูกแยกได้จากแหล่งธรรมชาติ ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงมนุษย์[ 67 ] [ 68 ]สารประกอบอินทรีย์คลอรีนพบได้ในโมเลกุลชีวภาพเกือบทุกประเภท รวมถึงอัลคาลอยด์ เทอร์พีนกรดอะมิโนฟลาโวนอยด์ สเตี ยรอยด์และกรดไขมัน[ 67 ] [ 69 ]ออร์กาโนคลอไรด์ รวมถึงได ออกซิ น ถูกผลิตขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงของไฟป่า และไดออกซินถูกพบในเถ้าถ่านที่เก็บรักษาไว้ของไฟที่จุดโดยฟ้าผ่าซึ่งเกิดขึ้นก่อนไดออกซินสังเคราะห์[ 70 ]นอกจากนี้ ไฮโดรคาร์บอนคลอรีนอย่างง่ายหลายชนิด รวมถึงไดคลอโรมีเทน คลอโรฟอร์ม และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ถูกแยกได้จากสาหร่ายทะเล[ 71 ]คลอโรมีเทนส่วนใหญ่ในสิ่งแวดล้อมเกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการย่อยสลายทางชีวภาพ ไฟป่า และภูเขาไฟ[ 72 ]
สารประกอบออร์กาโนคลอไรด์บางชนิด แม้จะไม่ทั้งหมด ก็มีพิษร้ายแรงต่อพืชหรือสัตว์ รวมถึงมนุษย์ ไดออกซิน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสารอินทรีย์ถูกเผาไหม้ในที่ที่มีคลอรีน และยาฆ่าแมลง บางชนิด เช่นดีดีทีเป็นสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ยาวนานซึ่งก่อให้เกิดอันตรายเมื่อถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ดีดีที ซึ่งเคยใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมแมลงในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ยังสะสมอยู่ในห่วงโซ่อาหาร และก่อให้เกิดปัญหาการสืบพันธุ์ (เช่น เปลือกไข่บางลง) ในนกบางชนิด[ 73 ]เนื่องจากการแตกตัวแบบโฮโมไลติกของพันธะ C–Cl เพื่อสร้างอนุมูลคลอรีนในชั้นบรรยากาศเบื้องบน ทำให้ สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอนถูกยกเลิกการใช้งานเนื่องจากเป็นอันตรายต่อชั้นโอโซน[ 60 ]
การเกิดขึ้น

คลอรีนมีปฏิกิริยามากเกินไปที่จะพบในรูปของธาตุอิสระในธรรมชาติ แต่มีอยู่มากมายในรูปของเกลือคลอไรด์ เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 20 [ 74 ]ในเปลือกโลกและประกอบขึ้นเป็น 126 ส่วนต่อล้านส่วน ผ่านแหล่งสะสมขนาดใหญ่ของแร่คลอไรด์ โดยเฉพาะโซเดียมคลอไรด์ที่ระเหยมาจากแหล่งน้ำ ทั้งหมดนี้เทียบไม่ได้กับปริมาณไอออนคลอไรด์ในน้ำทะเล: ปริมาณที่น้อยกว่าแต่มีความเข้มข้นสูงกว่าพบได้ในทะเลสาบน้ำจืดบางแห่งและ บ่อ น้ำเกลือ ใต้ดิน เช่นทะเลสาบเกรตซอลท์เลคในยูทาห์และทะเลเดดซีในอิสราเอล[ 75 ]
ก๊าซคลอรีนจำนวนเล็กน้อยถูกเตรียมในห้องปฏิบัติการโดยการผสมกรดไฮโดรคลอริกและแมงกานีสไดออกไซด์แต่ความต้องการนั้นเกิดขึ้นไม่บ่อยนักเนื่องจากมีพร้อมใช้งาน ในอุตสาหกรรม โดยทั่วไปแล้วคลอรีนธาตุจะถูกผลิตโดยการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์ที่ละลายในน้ำ วิธีนี้กระบวนการคลอรอัลคาไลซึ่งถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมในปี 1892 ปัจจุบันเป็นแหล่งผลิตก๊าซคลอรีนส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรม[ 34 ]นอกจากคลอรีนแล้ว วิธีนี้ยังให้ ก๊าซ ไฮโดรเจนและโซเดียมไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีค่าที่สุด กระบวนการดำเนินไปตามสมการเคมี ต่อไปนี้ : [ 76 ]
- 2 NaCl + 2 H 2 O → Cl 2 + H 2 + 2 NaOH
การผลิต
คลอรีนส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการคลอรอัลคาไลแม้ว่าจะมีกระบวนการที่ไม่ใช้คลอรอัลคาไลอยู่ก็ตาม การผลิตทั่วโลกในปี 2022 คาดว่าจะอยู่ที่ 97 ล้านตัน[ 77 ]การใช้คลอรีนที่เห็นได้ชัดที่สุดคือการฆ่าเชื้อโรคในน้ำ 35–40% ของคลอรีนที่ผลิตได้ถูกนำไปใช้ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์ผ่านเอทิลีนไดคลอไรด์และไวนิลคลอไรด์[ 78 ]คลอรีนที่ผลิตได้มีจำหน่ายในถังบรรจุขนาดตั้งแต่ 450 กรัมถึง 70 กิโลกรัม รวมถึงถัง (865 กิโลกรัม) รถบรรทุกถัง (15 ตันทางถนน; 27–90 ตันทางรถไฟ) และเรือบรรทุก (600–1200 ตัน) [ 79 ] เนื่องจากความยากลำบากและอันตรายในการขนส่งคลอรีนธาตุ การผลิตจึงมักตั้งอยู่ใกล้กับสถานที่ที่ใช้ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตไวนิลคลอไรด์ เช่นWestlake Chemical [ 80 ]และFormosa Plastics [ 81 ]ได้รวมสินทรัพย์คลอร์อัลคาไลเข้าไว้ด้วย
กระบวนการคลอร์อัลคาไล
กระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าของสารละลายคลอไรด์ทั้งหมดดำเนินไปตามสมการต่อไปนี้:
- แคโทด: 2 H₂O + 2 e⁻ → H₂ + 2 OH⁻
- แอโนด: 2 Cl − → Cl 2 + 2 e −
ในกรณีทั่วไปที่โซเดียมคลอไรด์ถูกแยกด้วยไฟฟ้าโซเดียมไฮดรอกไซด์และคลอรีนจะเป็นผลพลอยได้
ในทางอุตสาหกรรม มีกระบวนการผลิตคลอร์อัลคาไลอยู่ 3 วิธี ได้แก่:
- กระบวนการแค สต์เนอร์-เคลเนอร์ที่ใช้อิเล็กโทรดปรอท
- กระบวนการผลิตแบบใช้ไดอะแฟรม ซึ่งใช้ไดอะแฟรมแอสเบสตอสในการแยกแคโทดและแอโนด
- กระบวนการสร้างเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์ที่ใช้ เยื่อ แลกเปลี่ยนไอออนแทนไดอะแฟรม
กระบวนการ Castner–Kellner เป็นวิธีแรกที่ใช้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในการผลิตคลอรีนในระดับอุตสาหกรรม[ 82 ] [ 83 ]ปรอท (ซึ่งเป็นพิษ) ถูกใช้เป็นอิเล็กโทรดเพื่อรวมผลิตภัณฑ์โซเดียม ป้องกันปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์
ในการอิเล็กโทรไลซิสแบบเซลล์ไดอะแฟรม ไดอะแฟรมแอสเบสตอส (หรือเส้นใยพอลิเมอร์) จะแยกแคโทดและแอโนด ออกจากกัน ป้องกันไม่ให้คลอรีนที่เกิดขึ้นที่แอโนดผสมกลับเข้ากับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นที่แคโทด[ 84 ]สารละลายเกลือ (น้ำเกลือ) จะถูกป้อนเข้าสู่ช่องแอโนดอย่างต่อเนื่องและไหลผ่านไดอะแฟรมไปยังช่องแคโทด ซึ่ง จะผลิต ด่างกัดกร่อน และน้ำเกลือจะถูกใช้ไปบางส่วน วิธีการใช้ไดอะแฟรมจะผลิตด่างเจือจางและมีสิ่งเจือปนเล็กน้อย แต่ไม่มีปัญหาเรื่อง การกำจัด ปรอทและมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่า[ 34 ]
การอิเล็กโทรไลซิสแบบเมมเบรนใช้เมมเบรนที่ซึมผ่านได้เป็นตัวแลกเปลี่ยนไอออนสารละลายโซเดียม (หรือโพแทสเซียม) คลอไรด์อิ่มตัวจะถูกส่งผ่านช่องแอโนด ทำให้มีความเข้มข้น ต่ำ ลง วิธีนี้ยังผลิตโซเดียม (หรือโพแทสเซียม) ไฮดรอกไซด์ที่บริสุทธิ์มาก แต่มีข้อเสียคือต้องใช้น้ำเกลือที่บริสุทธิ์มากและมีความเข้มข้นสูง[ 85 ] อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้องการพลังงานที่ต่ำกว่าของกระบวนการเมมเบรน โรงงานผลิตคลอร์-อัลคาไลแห่งใหม่จึงใช้กระบวนการเมมเบรนเกือบทั้งหมดในปัจจุบัน นอกจากนี้ การใช้ปรอทในปริมาณมากถือว่าไม่พึงประสงค์ และโรงงานเก่าๆ ก็ถูกแปลงเป็นกระบวนการเมมเบรนด้วย

กระบวนการที่ไม่ใช้คลอร์อัลคาไล
ในกระบวนการดีคอนไฮโดรเจนคลอไรด์ที่ได้จากการผลิตสารประกอบออร์กาโนคลอรีนจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในรูปของคลอรีน กระบวนการนี้อาศัยการออกซิเดชันโดยใช้ออกซิเจน:
- 4 HCl + O 2 → 2 Cl 2 + 2 H 2 O
ปฏิกิริยานี้ต้องการตัวเร่งปฏิกิริยา ดังที่ Deacon ได้แนะนำไว้ ตัวเร่งปฏิกิริยาในยุคแรกๆ นั้นใช้ทองแดงเป็นหลัก กระบวนการเชิงพาณิชย์ เช่น กระบวนการ Mitsui MT-Chlorine ได้เปลี่ยนมาใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โครเมียมและรูเทเนียมเป็นหลัก[ 86 ]
แอปพลิเคชัน

โซเดียมคลอไรด์เป็นสารประกอบคลอรีนที่พบได้ทั่วไป และเป็นแหล่งคลอรีนหลักสำหรับความต้องการของอุตสาหกรรมเคมี มีการซื้อขายสารประกอบที่มีคลอรีนประมาณ 15,000 ชนิดในเชิงพาณิชย์ ซึ่งรวมถึงสารประกอบที่หลากหลาย เช่น มีเทนคลอรีนอีเทนไวนิล คลอ ไรด์ โพ ลี ไวนิลคลอไรด์ (PVC) อะลูมิเนียมไตรคลอไรด์สำหรับเร่งปฏิกิริยาคลอไรด์ของแมกนีเซียมไทเทเนียมเซอร์โคเนียมและแฮฟเนียมซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการผลิตธาตุบริสุทธิ์เหล่านั้น[ 19 ]
ในเชิงปริมาณ คลอรีนธาตุทั้งหมดที่ผลิตได้ประมาณ 63% ถูกนำไปใช้ในการผลิตสารประกอบอินทรีย์ และ 18% ถูกนำไปใช้ในการผลิตสารประกอบคลอรีนอนินทรีย์[ 88 ]สารประกอบคลอรีนประมาณ 15,000 ชนิดถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์[ 89 ]คลอรีนที่เหลืออีก 19% ที่ผลิตได้นั้นใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ฟอกขาวและผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อโรค[ 79 ]สารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดในแง่ของปริมาณการผลิตคือ1,2-ไดคลอโรอีเทนและไวนิลคลอไรด์ซึ่งเป็นสารตัวกลางในการผลิตPVCสารประกอบออร์กาโนคลอรีนที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่เมทิลคลอไรด์ เมทิลีนคลอไร ด์ คลอโรฟอร์ม ไว นิลิดีนคลอไรด์ ไตรคลอโรเอทิลีน เพอร์คลอโรเอทิลีนอัลลิลคลอไรด์ อีพิคลอโรไฮดริน คลอโรเบนซีน ไดคลอโรเบนซีนและไตรคลอโรเบนซีน สารประกอบอนินทรีย์หลัก ได้แก่ HCl, Cl 2 O , HOCl, NaClO 3 , AlCl 3 , SiCl 4 , SnCl 4 , PCl 3 , PCl 5 , POCl 3 , AsCl 3 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiCl 3และZnCl 2 [ 79 ]
สุขอนามัย การฆ่าเชื้อโรค และการป้องกันการติดเชื้อ
การต่อต้านการเน่าเปื่อย
ในฝรั่งเศส (เช่นเดียวกับที่อื่นๆ) ลำไส้ของสัตว์ถูกนำไปแปรรูปเพื่อทำสายเครื่องดนตรีหนัง Goldbeaterและผลิตภัณฑ์อื่นๆ กระบวนการนี้ทำใน "โรงงานลำไส้" ( boyauderies ) ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีกลิ่นเหม็นและไม่ดีต่อสุขภาพ ประมาณปี 1820 สมาคมส่งเสริมอุตสาหกรรมแห่งชาติ (Société d'encouragement pour l'industrie nationale)ได้มอบรางวัลสำหรับการค้นพบวิธีการทางเคมีหรือทางกลในการแยก เยื่อบุช่อง ท้องของลำไส้สัตว์โดยไม่เน่าเปื่อย[ 90 ] [ 91 ]รางวัลนี้ตกเป็นของAntoine-Germain Labarraqueนักเคมีและเภสัชกรชาวฝรั่งเศสวัย 44 ปี ผู้ค้นพบว่าสารละลายฟอกขาวคลอรีนของ Berthollet (" Eau de Javel ") ไม่เพียงแต่ทำลายกลิ่นเน่าเปื่อยของเนื้อเยื่อสัตว์เท่านั้น แต่ยังช่วยชะลอการเน่าเปื่อยอีกด้วย[ 91 ] [ 36 ]
งานวิจัยของ Labarraque ส่งผลให้มีการใช้คลอไรด์และไฮโปคลอไรต์ของแคลเซียมไฮโปคลอไรต์และโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในห้องปฏิบัติการสารเคมีชนิดเดียวกันนี้พบว่ามีประโยชน์ในการฆ่าเชื้อและดับกลิ่นห้องสุขาท่อระบายน้ำ ตลาดโรงฆ่าสัตว์ห้องผ่าตัดและห้องเก็บศพ เป็นประจำ [ 92 ] สารเคมี เหล่านี้ประสบความสำเร็จในโรงพยาบาลสถานกักกันเรือนจำสถานพยาบาล (ทั้งบนบกและในทะเล) คฤหาสน์คอกม้า โรงเลี้ยงสัตว์ ฯลฯ และมีประโยชน์ในระหว่างการขุดศพ[ 93 ]การดองศพ การระบาดของโรคระบาด ไข้ และโรคขาเน่าในวัว[ 90 ]
การฆ่าเชื้อโรค
สารละลายคลอรีนไลม์และโซดาของ Labarraque ได้รับการแนะนำมาตั้งแต่ปี 1828 เพื่อป้องกันการติดเชื้อ (เรียกว่า "การติดเชื้อติดต่อ" ซึ่งสันนิษฐานว่าแพร่กระจายโดย " มิแอสมา ") และเพื่อรักษา อาการ เน่าเปื่อยของบาดแผลที่มีอยู่ รวมถึงบาดแผลติดเชื้อ[ 94 ]ในงานเขียนปี 1828 ของเขา Labarraque แนะนำให้แพทย์สูดดมคลอรีน ล้างมือด้วยคลอรีนไลม์ และแม้แต่โรยคลอรีนไลม์รอบๆ เตียงผู้ป่วยในกรณีของ "การติดเชื้อติดต่อ" ในปี 1828 การแพร่กระจายของการติดเชื้อเป็นที่รู้จักกันดี แม้ว่าตัวการของจุลินทรีย์จะยังไม่ถูกค้นพบจนกระทั่งอีกกว่าครึ่งศตวรรษต่อมา
ระหว่างการระบาดของอหิวาตกโรคในปารีสในปี 1832 มีการใช้สารที่เรียกว่าคลอไรด์ของปูนขาว ในปริมาณมาก เพื่อฆ่าเชื้อโรคในเมืองหลวง นี่ไม่ใช่เพียงแค่แคลเซียมคลอไรด์ สมัยใหม่ แต่เป็นก๊าซคลอรีนที่ละลายในน้ำปูนขาว ( แคลเซียมไฮดรอกไซด์ เจือจาง ) เพื่อสร้างแคลเซียมไฮโปคลอไรต์ (ปูนขาวคลอรีน) การค้นพบของลาบาร์ราคช่วยขจัดกลิ่นเหม็นเน่าอันน่าสะพรึงกลัวจากโรงพยาบาลและห้องผ่าตัด และด้วยเหตุนี้จึงช่วยขจัดกลิ่นไม่พึงประสงค์ในย่านละตินของปารีส ได้อย่างมีประสิทธิภาพ [ 95 ]หลายคนคิดว่า "กลิ่นเหม็นเน่า" เหล่านี้เป็นสาเหตุของการแพร่กระจายของ "โรคติดต่อ" และ "การติดเชื้อ" ซึ่งทั้งสองคำนี้ถูกใช้ก่อนทฤษฎีเชื้อโรคของการติดเชื้อ คลอไรด์ของปูนขาวถูกใช้เพื่อทำลายกลิ่นและ "สารเน่าเปื่อย" แหล่งข้อมูลหนึ่งอ้างว่า ดร. จอห์น สโนว์ ใช้คลอไรด์ของปูนขาวในการฆ่าเชื้อน้ำจากบ่อน้ำที่ปนเปื้อนเชื้ออหิวาตกโรคซึ่งส่งน้ำไปยังปั๊มน้ำบรอดสตรีทในลอนดอนปี ค.ศ. 1854 [ 96 ]แม้ว่าแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถืออีกสามแหล่งที่อธิบายถึงการระบาดของอหิวาตกโรคครั้งนั้นจะไม่กล่าวถึงเหตุการณ์ดังกล่าว[ 97 ] [ 98 ] [ 99 ]การอ้างอิงหนึ่งทำให้ชัดเจนว่ามีการใช้คลอไรด์ของปูนขาวเพื่อฆ่าเชื้อเศษซากและสิ่งสกปรกในถนนรอบปั๊มน้ำบรอดสตรีท ซึ่งเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไปในอังกฤษช่วงกลางศตวรรษที่ 19 [ 97 ] : 296
เซมเมลไวส์และการทดลองเกี่ยวกับการฆ่าเชื้อโรค

บางทีการประยุกต์ใช้สารละลายคลอรีนและ สารเคมีพื้นฐานของลาบาร์ราคที่โด่งดังที่สุดก็คือในปี 1847 เมื่ออิกนาซ เซมเมลไวส์ใช้คลอรีนละลายในน้ำ (คลอรีนละลายในน้ำบริสุทธิ์ ซึ่งราคาถูกกว่าสารละลายปูนขาวที่มีคลอรีน) เพื่อฆ่าเชื้อโรคที่มือของแพทย์ชาวออสเตรีย ซึ่งเซมเมลไวส์สังเกตเห็นว่ามือของแพทย์เหล่านั้นยังคงมีกลิ่นเหม็นเน่าจากห้องผ่าตัดไปยังห้องตรวจคนไข้ ก่อนที่ทฤษฎีเชื้อโรคจะเกิดขึ้น เซมเมลไวส์ได้ตั้งทฤษฎีว่า "อนุภาคจากศพ" เป็นตัวนำพาการเน่าเปื่อยจากศพทางการแพทย์ที่เพิ่งเสียชีวิตไปยังคนไข้ที่ยังมีชีวิตอยู่ และเขาใช้ "สารละลายของลาบาร์ราค" ที่รู้จักกันดีว่าเป็นวิธีเดียวที่ทราบกันดีในการกำจัดกลิ่นเน่าเปื่อยและการสลายตัวของเนื้อเยื่อ (ซึ่งเขาพบว่าสบู่ไม่สามารถทำได้) สารละลายดังกล่าวพิสูจน์แล้วว่าเป็นยาฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพมากกว่าสบู่ (เซมเมลไวส์ก็ทราบถึงประสิทธิภาพที่มากกว่าเช่นกัน แต่ไม่ทราบเหตุผล) และส่งผลให้เซมเมลไวส์ประสบความสำเร็จอย่างมากในการหยุดยั้งการแพร่กระจายของไข้หลังคลอด ("ไข้หลังคลอด") ในแผนกคลอดบุตรของโรงพยาบาลทั่วไปเวียนนาในออสเตรียในปี พ.ศ. 2490 [ 100 ]
ต่อมาในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ในปี 1916 เฮนรี ดรายส์เดล ดาคิ น ได้พัฒนาสารละลายของลาบาร์ราคที่ได้รับการปรับมาตรฐานและเจือจางลง โดยมีไฮโปคลอไรต์ (0.5%) และกรดบอริกเป็นสารทำให้คงตัวที่เป็นกรด (ซึ่งเขาให้เครดิตอย่างเต็มที่แก่งานก่อนหน้าของลาบาร์ราคในด้านนี้) สารละลายนี้เรียกว่าสารละลายของดาคินวิธีการล้างแผลด้วยสารละลายคลอรีนนี้ช่วยให้สามารถรักษาแผลเปิดได้หลากหลายชนิดด้วยยาฆ่าเชื้อ ก่อนยุคยาปฏิชีวนะสมัยใหม่ สารละลายที่ได้รับการดัดแปลงนี้ยังคงถูกนำมาใช้ในการล้างแผลในปัจจุบัน ซึ่งยังคงมีประสิทธิภาพต่อแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด[ 101 ]
สุขอนามัยสาธารณะ


การนำคลอรีนมาใช้กับน้ำดื่มในสหรัฐอเมริกาอย่างต่อเนื่องเป็นครั้งแรกนั้น ได้เริ่มดำเนินการที่เมืองเจอร์ซีซิตี้รัฐนิวเจอร์ซีย์ ในปี พ.ศ. 2451 [ 102 ]ภายในปี พ.ศ. 2461 กระทรวงการคลังของสหรัฐอเมริกาได้เรียกร้องให้มีการฆ่าเชื้อน้ำดื่มทั้งหมดด้วยคลอรีน ปัจจุบันคลอรีนเป็นสารเคมีที่สำคัญสำหรับการทำน้ำให้บริสุทธิ์ (เช่น ในโรงบำบัดน้ำ) ในสารฆ่าเชื้อและในน้ำยาฟอกขาวแม้แต่แหล่งน้ำขนาดเล็กก็ยังมีการเติมคลอรีนเป็นประจำ[ 103 ]
โดยทั่วไปแล้วคลอรีน (ในรูปของกรดไฮโปคลอรัส ) จะถูกใช้เพื่อฆ่าแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ ในน้ำดื่มและสระว่ายน้ำสาธารณะ ในสระว่ายน้ำส่วนตัวส่วนใหญ่ จะไม่ใช้คลอรีนโดยตรง แต่จะ ใช้ โซเดียมไฮโปคลอไรต์ซึ่งเกิดจากคลอรีนและโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือเม็ดคลอรีนไอโซไซยานูเรต ข้อเสียของการใช้คลอรีนในสระว่ายน้ำคือ คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนในโปรตีนในเส้นผมและผิวหนังของมนุษย์ ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่แพร่หลาย กลิ่น "คลอรีน" ที่เป็นเอกลักษณ์ของสระว่ายน้ำไม่ได้เกิดจากคลอรีนบริสุทธิ์ แต่เกิดจากคลอรามีนซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่เกิดจากปฏิกิริยาของคลอรีนที่ละลายอิสระกับเอมีนในสารอินทรีย์ รวมถึงสารในปัสสาวะและเหงื่อ[ 104 ] ในฐานะสารฆ่าเชื้อในน้ำ คลอรีนมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อ Escherichia coliมากกว่าโบรมีนถึง สามเท่า และมีประสิทธิภาพมากกว่าไอโอดีน ถึงหก เท่า[ 105 ]โมโนคลอรามีนกำลังถูกเติมลงในน้ำดื่มโดยตรงมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อวัตถุประสงค์ในการฆ่าเชื้อโรค ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าคลอรามิเนชัน[ 106 ]
โดยทั่วไปแล้ว การเก็บรักษาและใช้ก๊าซคลอรีนที่เป็นพิษในการบำบัดน้ำมักไม่สะดวก จึงมีการใช้วิธีการอื่นในการเติมคลอรีน ซึ่งรวมถึง สารละลาย ไฮโปคลอไรต์ที่ค่อยๆ ปล่อยคลอรีนลงในน้ำ และสารประกอบต่างๆ เช่นโซเดียมไดคลอโร-เอส-ไตรอะซิเนไตรโอน (ไดไฮเดรตหรือแอนไฮดรัส) ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ไดคลอร์" และไตรคลอโร-เอส-ไตรอะซิเนไตรโอนซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ไตรคลอร์" สารประกอบเหล่านี้มีความเสถียรในรูปของแข็งและสามารถใช้ในรูปผง เม็ด หรือแท็บเล็ตได้ เมื่อเติมในปริมาณเล็กน้อยลงในน้ำในสระว่ายน้ำหรือระบบน้ำอุตสาหกรรม อะตอมของคลอรีนจะไฮโดรไลซ์ออกจากส่วนที่เหลือของโมเลกุล ก่อให้เกิดกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารฆ่าเชื้อ ทั่วไป ฆ่าเชื้อโรค จุลินทรีย์ สาหร่าย และอื่นๆ[ 107 ] [ 108 ]
ใช้เป็นอาวุธ
สงครามโลกครั้งที่หนึ่ง
ก๊าซคลอรีน หรือที่รู้จักกันในชื่อเบอร์โทไลต์ ถูกนำมาใช้เป็นอาวุธ ครั้งแรก ในสงครามโลกครั้งที่ 1โดยเยอรมนีเมื่อวันที่ 22 เมษายน พ.ศ. 2458 ในยุทธการอีเปอร์สครั้งที่สอง [ 109 ] [ 110 ] ตามที่ทหารบรรยายไว้ มันมีกลิ่นเฉพาะตัวที่คล้ายกับส่วนผสมของพริกไทยและสับปะรด[ 111 ]นอกจากนี้ยังมีรสชาติเหมือนโลหะและทำให้แสบร้อนที่คอและหน้าอก คลอรีนทำปฏิกิริยากับน้ำในเยื่อบุของปอดเพื่อสร้างกรดไฮโดรคลอริกซึ่งทำลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิตและอาจถึงแก่ชีวิตได้ ระบบทางเดินหายใจของมนุษย์สามารถป้องกันจากก๊าซคลอรีนได้โดยใช้หน้ากากป้องกันแก๊สที่มีถ่านกัมมันต์ หรือตัวกรองอื่นๆ ซึ่งทำให้ก๊าซคลอรีนมีอันตรายน้อยกว่าอาวุธเคมีอื่นๆ มาก นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้ได้รับรางวัลโนเบลในภายหลัง ฟริตซ์ ฮาเบอร์จากสถาบันไกเซอร์ วิล เฮล์ม ในเบอร์ลิน เป็นผู้บุกเบิกโดยร่วมมือกับกลุ่มบริษัทเคมีของเยอรมนีIG Farbenซึ่งพัฒนาวิธีการปล่อยก๊าซคลอรีนใส่ศัตรูที่ตั้งมั่นอยู่[ 112 ]หลังจากการใช้งานครั้งแรก ทั้งสองฝ่ายในความขัดแย้งได้ใช้คลอรีนเป็นอาวุธเคมี แต่ในไม่ช้าก็ถูกแทนที่ด้วยฟอสจีน ที่อันตรายกว่า และแก๊สมัสตาร์ดที่ ทำให้ร่างกายอ่อนแอลงมากกว่า [ 113 ]
ตะวันออกกลาง
ก๊าซคลอรีนยังถูกนำมาใช้ในระหว่างสงครามอิรักในจังหวัดอันบาร์ในปี 2550 โดยกลุ่มกบฏบรรจุระเบิดรถบรรทุกพร้อม กระสุนปืน ครกและถังคลอรีน การโจมตีดังกล่าวทำให้มีผู้เสียชีวิต 2 คนจากแรงระเบิดและมีผู้ป่วยมากกว่า 350 คน สาเหตุการเสียชีวิตส่วนใหญ่เกิดจากแรงระเบิดมากกว่าผลกระทบจากคลอรีน เนื่องจากก๊าซพิษจะกระจายตัวและเจือจางในบรรยากาศได้ง่ายจากแรงระเบิด ในการโจมตีบางครั้ง พลเรือนกว่าร้อยคนถูกนำตัวส่งโรงพยาบาลเนื่องจากหายใจลำบาก ทางการอิรักจึงเพิ่มมาตรการรักษาความปลอดภัยสำหรับคลอรีนบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจัดหาน้ำดื่มที่ปลอดภัยให้กับประชาชน[ 114 ] [ 115 ]
เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม 2557 มีรายงานว่ากลุ่มรัฐอิสลามแห่งอิรักและเลแวนต์ได้ใช้แก๊สคลอรีนในเมืองดูลูยาห์ ประเทศอิรัก[ 116 ]การวิเคราะห์ตัวอย่างเสื้อผ้าและดินในห้องปฏิบัติการยืนยันการใช้แก๊สคลอรีนโจมตี กองกำลังเปชเมอร์กาของชาว เคิร์ดด้วยระเบิดแสวงหาเองที่ติดตั้งบนยานพาหนะเมื่อวันที่ 23 มกราคม 2558 ที่ทางแยกคิสเกบนทางหลวงหมายเลข 47 ใกล้เมืองโมซุล[ 117 ]
ซีเรีย ซึ่งเป็นอีกประเทศหนึ่งในตะวันออกกลางได้ใช้คลอรีนเป็นอาวุธเคมี[ 118 ]โดยส่งมาจากระเบิดถังและจรวด[ 119 ] [ 120 ]ในปี 2559 กลไกการสืบสวนร่วม OPCW-UNสรุปว่ารัฐบาลซีเรียใช้คลอรีนเป็นอาวุธเคมีในการโจมตี 3 ครั้งแยกกัน[ 121 ]การสืบสวนในภายหลังโดยทีมสืบสวนและระบุตัวตนของ OPCW สรุปว่ากองทัพอากาศซีเรียเป็นผู้รับผิดชอบการโจมตีด้วยคลอรีนในปี 2560 และ 2561 [ 122 ]
บทบาททางชีววิทยา
ไอออนคลอไรด์เป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อกระบวนการเผาผลาญ คลอรีนจำเป็นสำหรับการผลิตกรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารและในการทำงานของปั๊มในเซลล์[ 123 ]แหล่งที่มาหลักในอาหารคือเกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ ความเข้มข้นของคลอไรด์ในเลือดที่ต่ำหรือสูงเกินไปเป็นตัวอย่างของความผิดปกติของอิเล็กโทรไลต์ ภาวะไฮโปคลอรีเมีย (มีคลอไรด์น้อยเกินไป) เกิดขึ้นได้ยากหากไม่มีความผิดปกติอื่น ๆ บางครั้งอาจเกี่ยวข้องกับภาวะหายใจน้อยเกินไป[ 124 ]อาจเกี่ยวข้องกับภาวะกรดในเลือดเรื้อรังจากระบบทางเดินหายใจ[ 125 ] ภาวะไฮเปอร์คลอรีเมีย (มีคลอไรด์มากเกินไป) มักไม่ก่อให้เกิดอาการ เมื่อมีอาการเกิดขึ้น อาการมักจะคล้ายกับภาวะไฮเปอร์นาเทรเมีย (มี โซเดียมมากเกินไป) การลดลงของคลอไรด์ในเลือดนำไปสู่ภาวะขาดน้ำในสมอง อาการส่วนใหญ่มักเกิดจากการให้น้ำกลับอย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลให้เกิดภาวะบวมน้ำในสมองภาวะไฮเปอร์คลอรีเมียอาจส่งผลต่อการขนส่งออกซิเจน[ 126 ]
อันตราย
| อันตราย | |
|---|---|
| การติดฉลากGHS : [ 127 ] | |
| อันตราย | |
| H270 , H315 , H319 , H330 , H335 , H400 | |
| P220 , P233 , P244 , P261 , P304 , P312 , P340 , P403 , P410 | |
| NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ) | |
คลอรีนเป็นก๊าซพิษที่ทำลายระบบทางเดินหายใจ ดวงตา และผิวหนัง[ 131 ]เนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ จึงมีแนวโน้มที่จะสะสมอยู่ที่ก้นของพื้นที่ที่มีการระบายอากาศไม่ดี ก๊าซคลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่รุนแรง ซึ่งอาจทำปฏิกิริยากับวัสดุที่ติดไฟได้[ 132 ] [ 133 ]
สามารถตรวจจับคลอรีนได้ด้วยอุปกรณ์วัดที่ความเข้มข้นต่ำถึง 0.2 ส่วนในล้านส่วน (ppm) และโดยการดมกลิ่นที่ 3 ppm อาการไอและอาเจียนอาจเกิดขึ้นที่ 30 ppm และปอดอาจเสียหายที่ 60 ppm ประมาณ 1000 ppm อาจถึงแก่ชีวิตได้หลังจากสูดดมก๊าซเข้าไปเพียงไม่กี่ครั้ง[ 19 ]ความเข้มข้นที่เป็นอันตรายต่อชีวิตและสุขภาพในทันที (IDLH) คือ 10 ppm [ 134 ]การหายใจเอาความเข้มข้นที่ต่ำกว่าเข้าไปอาจทำให้ระบบทางเดินหายใจแย่ลง และการสัมผัสกับก๊าซอาจทำให้ระคายเคืองตา[ 135 ]เมื่อสูดดมคลอรีนที่ความเข้มข้นมากกว่า 30 ppm มันจะทำปฏิกิริยากับน้ำภายในปอด ทำให้เกิดกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และกรดไฮโปคลอรัส (HOCl)
เมื่อใช้ในระดับที่กำหนดสำหรับการฆ่าเชื้อในน้ำ ปฏิกิริยาของคลอรีนกับน้ำจะไม่ก่อให้เกิดความกังวลหลักต่อสุขภาพของมนุษย์ สารอื่นๆ ที่มีอยู่ในน้ำอาจก่อให้เกิดผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อซึ่งเกี่ยวข้องกับผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพของมนุษย์[ 136 ] [ 137 ]
ในสหรัฐอเมริกาสำนักงานบริหารความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OSHA) ได้กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสที่อนุญาตสำหรับคลอรีนธาตุไว้ที่ 1 ppm หรือ 3 มก./ ลบ.ม.สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานได้กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสที่แนะนำไว้ที่ 0.5 ppm เป็นเวลา 15 นาที[ 134 ]
ในบ้าน อุบัติเหตุเกิดขึ้นเมื่อสารละลายฟอกขาวไฮโปคลอไรต์สัมผัสกับน้ำยาทำความสะอาดท่อระบายน้ำที่เป็นกรดบางชนิด ทำให้เกิดก๊าซคลอรีน[ 138 ]ฟอกขาวไฮโปคลอไรต์ ( สารเติมแต่ง ซักผ้า ที่นิยมใช้ ) เมื่อรวมกับแอมโมเนีย (สารเติมแต่งซักผ้าที่นิยมใช้อีกชนิดหนึ่ง) จะทำให้เกิดคลอรามีนซึ่งเป็นสารเคมีที่เป็นพิษอีกกลุ่มหนึ่ง[ 139 ]
การแตกร้าวที่เกิดจากคลอรีนในวัสดุโครงสร้าง

คลอรีนถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำน้ำให้บริสุทธิ์ โดยเฉพาะน้ำดื่มและน้ำที่ใช้ในสระว่ายน้ำ เพดานสระว่ายน้ำพังถล่มอย่างรุนแรงหลายครั้งเนื่องจากรอยแตกจากการกัดกร่อนของเหล็กสแตนเลส ที่เกิดจากคลอรีน [ 140 ]โพลิเมอร์บางชนิดก็ไวต่อการกัดกร่อนเช่นกัน รวมถึงเรซินอะซีทัลและโพลีบิวทีนวัสดุทั้งสองชนิดนี้ถูกใช้ในระบบประปาน้ำร้อนและน้ำเย็นภายในบ้าน และรอยแตกจากการกัดกร่อนทำให้เกิดความเสียหายเป็นวงกว้างในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 [ 141 ]
ไฟคลอรีน-เหล็ก
ธาตุเหล็กสามารถรวมตัวกับคลอรีนที่อุณหภูมิสูงในปฏิกิริยาคายความร้อนที่รุนแรง ทำให้เกิดไฟไหม้คลอรีน-เหล็ก ไฟไหม้คลอรีน-เหล็กเป็นความเสี่ยงในโรงงานกระบวนการทางเคมี ซึ่งท่อส่งก๊าซคลอรีนส่วนใหญ่ทำจากเหล็ก[ 142 ] [ 143 ]
ดูเพิ่มเติม
- เหตุการณ์แก๊สพิษรั่วไหลที่เมืองอากาบา ปี 2022
- วัฏจักรคลอรีน
- พิษจากก๊าซคลอรีน
- ก๊าซอุตสาหกรรม
- การเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์
- การลดคลอรีน
หมายเหตุ
- ↑ฟาน เฮลมอนต์, โยอันนิส บัปติสเต (1682) Opera omnia [ผลงานทั้งหมด] (ในภาษาละติน) แฟรงก์เฟิร์ต-อัม-ไมน์ (เยอรมนี): โยฮันน์ จัสต์ เอริโธรเปลจาก"Complexionum atque Mistionum elementalium figmentum" (การก่อตัวของการรวมกันและของผสมขององค์ประกอบ), §37, p. 105: เก็บถาวรวันที่ 30 กันยายน 2023 ที่Wayback Machine "Accipe salis petrae, vitrioli, & alumnis partes aequas: exsiccato singula, & connexis simul, distilla aquam. Quae nil aliud est, quam merum sal volatile. Hujus accipe uncias quatuor, salis armeniaci unciam ป่า ใน forti vitro, alembico, per caementum (ex cera, colophonia, & vitri pulverre) calidissime affusum, Firmato; mox, etiam ใน frigore, Gas excitatur, & vas, utut forte, dissilit cum fragore" (นำเกลือไนเตรต (โซเดียมไนเตรต), กรดซัลฟิวริกเข้มข้น (กรดซัลฟิวริกเข้มข้น) และสารส้ม ในปริมาณเท่าๆ กัน ทำให้แต่ละอย่างแห้งแล้วนำมาผสมกันพร้อมกัน กลั่นแยกน้ำ (ของเหลว) ออกมา สารที่กลั่นได้นั้นก็คือเกลือระเหยบริสุทธิ์ (เช่น กรดไนตริก) นำกรดไนตริกนี้สี่ออนซ์ เติมเกลืออาร์เมเนีย (แอมโมเนียมคลอไรด์) หนึ่งออนซ์ ใส่ลงในภาชนะแก้วที่แข็งแรง ปิดผนึกด้วยซีเมนต์ (ทำจากขี้ผึ้ง ยางสน และผงแก้ว) ที่เทลงไปขณะร้อนจัด ไม่นานแม้ในที่เย็น ก๊าซก็จะถูกกระตุ้นให้เกิด และภาชนะนั้น ถึงแม้จะแข็งแรงเพียงใด ก็จะแตกเป็นเสี่ยงๆ) จาก"De Flatibus" (ว่าด้วยก๊าซ) หน้า 3 408 เก็บถาวรเมื่อ 2023-12-30 ที่Wayback Machine : "Sal armeniacus enim, & aqua chrysulca, quae singula per se distillari, possunt, & pati calorem: sin autem jungantur, & intepescant, non possunt non, quin statim in Gas sylvestre, sive incoercibilem flatum transmutentur." (เกลืออาร์เมเนียแท้ [เช่น แอมโมเนียมคลอไรด์] และกรดไนตริก ซึ่งแต่ละชนิดสามารถกลั่นแยกกันได้ และเมื่อได้รับความร้อน แต่ถ้าหากนำมารวมกันและเกิดความร้อน พวกมันก็จะเปลี่ยนไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ทันที [หมายเหตุ: การระบุแก๊สของ van Helmont นั้นผิดพลาด] หรือแก๊สที่ไม่สามารถควบแน่นได้) ดูเพิ่มเติม:
- เฮลมอนต์, โยฮันเนส (โจน) บัปติสตา แวน, Encyclopedia.Com เก็บถาวรเมื่อ 18 ธันวาคม 2021 ที่Wayback Machine : "อย่างอื่นคือก๊าซคลอรีนจากปฏิกิริยาของกรดไนตริกและแอมโมเนียมคลอไรด์; ... "
- Wisniak, Jaime (2009) "Carl Wilhelm Scheele," Revista CENIC Ciencias Químicas , 40 (3): 165–73; ดูหน้า 168: "ในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 Johannes Baptiste van Helmont (1579–1644) กล่าวว่าเมื่อผสม sal marin (โซเดียมคลอไรด์) หรือ sal ammoniacus และ aqua chrysulca (กรดไนตริก) เข้าด้วยกัน จะเกิด flatus incoercible (ก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นได้) ขึ้น"
ลิงก์ภายนอก
- คลอรีนในตารางธาตุในรูปแบบวิดีโอ (มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม)
- หน่วยงานด้านสารพิษและโรคติดต่อ : คลอรีน
- การผลิตด้วยไฟฟ้า
- การผลิตและการทำให้คลอรีนเป็นของเหลว
- การผลิตคลอรีนโดยใช้ปรอท: ข้อควรพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและทางเลือกอื่น
- บัญชีรายชื่อสารมลพิษแห่งชาติ – คลอรีน
- สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน – หน้าข้อมูลเกี่ยวกับคลอรีน
- สถาบันคลอรีน (Chlorine Institute) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2012 ที่Wayback Machine – สมาคมการค้าที่เป็นตัวแทนของอุตสาหกรรมคลอรีน
- Chlorine Online – เว็บไซต์ของ Eurochlor – สมาคมธุรกิจอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไลของยุโรป
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คลอรีน
คลอรีน เป็น ธาตุเคมี มี สัญลักษณ์ Cl และ เลขอะตอม 17 เป็นธาตุที่มีน้ำหนักเบาเป็นอันดับสองในกลุ่ม แฮโลเจน ปรากฏอยู่ระหว่าง ฟลูออรีน และ โบรมีน ในตารางธาตุ...
ประวัติศาสตร์
สารประกอบคลอรีนที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดคือโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ นักโบราณคดีพบหลักฐานว่า มีการใช้ เกลือหิน ตั้งแต่ 3000 ปีก่อนคริสตกาล และ มีการใช้น้ำเกลือ ตั้งแต่ 6000 ปีก่อนคริสตกาล [ 11 ]
การค้นพบในยุคแรก
ประมาณปี ค.ศ. 900 ผู้เขียนงานเขียนภาษาอาหรับที่เชื่อกันว่าเป็นของ จาบีร์ อิบนุ ฮายยาน (ละติน: เกเบอร์) และแพทย์และนักเล่นแร่แปรธาตุชาวเปอร์เซีย อบู บาคร อัล-ราซี ( ประมาณ ค.ศ.
การแยกตัว
ธาตุนี้ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1774 โดยนักเคมีชาวสวีเดน คาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอ และเขาได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ค้นพบ [ 17 ] [ 18 ] เชเลอผลิตคลอรีนโดยการทำปฏิกิริยา MnO 2 (ในรูปของแร่ ไพโรลูไซต์ ) กับ HCl: [ 16 ]

